midasCivil在桥梁承载能力检算和荷载试验中的应用(以Civil_V2012为例)

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Midas Civil在确定桥梁静载试验布载中的研究

Midas Civil在确定桥梁静载试验布载中的研究

图 1桥 型 布 置 图( 尺寸 : c m)
1 工 程概 况
图 2桥 梁 横 断 面布 置 图
某连续梁桥设计计算行车车速为 3 0 k m / h , 桥面净宽 7 . 5 m, 设计 荷载为 : 公路 一 Ⅱ级 , 桥梁上部结构 为 5 X 4 0 m先简支后 连续 预应力 混凝 土 T型梁桥 。下部结构 : 桥 台为 u型桥台 , 扩大基础 ; 桥墩为桩 柱式桥墩钻孔嵌岩桩基础。该桥 的桥 型布置 图如 图 1 所示 ; 横断面
图如 图 2 所示 。 2荷载设计
汽 -2 0级
根据《 公路桥涵设计通用规范} ( J T G D 6 0 — 2 0 0 4 ) 4 . 3 . 1 条条文说 明, 公路 Ⅱ级荷载 , 相当于原公路设计荷载 的汽车 一 2 0级 。根据《 公 路工程技术标准} ( J T J 0 0 1 — 9 7 ) 第7 . 0 . 1 条 , 可 以得 到汽 车 一 2 0级标 准车辆加载布置图如 图 3所示。 根据文献 [ 3 琏 续梁桥 的主要测试 控制截面为 : 主跨与边跨的跨 中挠度 , 主跨跨 中、 边跨弯矩最大和支点断面应力。 根据桥梁 的类型 和受力情况进行试验 。试验荷载 的布置 , 主要根据桥梁 的静力加载 1 0 0 、 1 5 0 、 2 o { ) k N 汽 车的 平 瞬尺 寸 3 o 0 k N 汽 车 的平 面尺 寸 效率 , 在影 响线上纵 向布置加载车辆 ( 按规 范要 求的标准车 辆进 行 加载) , 计算出车辆引起 的负弯矩及加载效率 。 图 3加载标准车辆纵 、 平面图( 荷载: k N : 尺寸 : m) 3 建模分析 采用 MI D A S C I V I L空 间分析软件进行仿真模 拟计算 ,得到设 计荷 载作用下 的荷载效应1 7 ] 。全桥共 2 0 8 5个单元 , 主梁混凝土强度 采用 C 5 0 ,容重取 为 2 6 k N / m s 横隔梁 与湿接缝均 采用虚梁 单元模 拟, 虚梁混凝土强度采用 C 5 0 , 容重取为 0 。模型中的横 隔梁布置按 实际横隔梁 的位置按图纸要求布置 , 并将该处 自重等效 为集 中荷 载 图4 Mi d a s C i v i l 空间计算模型图 在相应位置进行添加 , 湿接缝用虚梁模拟 , 其厚 度与 T梁翼缘 同宽。 大, 如 图 5所示 。 其模型如图 4所示 。 进入移动荷载追踪器查得 >位移 , 在追踪 的节 点处输人 4 4 5号 建立全桥模型后 , 根据规范要求 , 添加相应 的荷载 , 这里考虑用 节点 , 追踪该点发生最大下挠时 的布置形式 , 如图 6 所示 。 汽2 0来代替公路二级荷载 ,添加车道荷载与车辆荷载进行 荷载工 通过 “ 生成最大 / 最小荷载 文件 ” 功 能生成 MC T文件 , 在建 模 况组合 , 判断最不利加载位置及其加载的大小 。 先按照变形控制 , 查 时, 我们利用 Mi d a s C i v i l 的特征值分析 , 得 到了桥梁 的基频 , 考虑了 看移动荷载作用下的结构变形 , 分别查看 MV m a x 与 MV m i n , 一般 通 冲击 系数 的影响 , 所以追踪到的荷载是考虑 冲击系数后 的等效静力 过M i d a s C i v i l 中 MV m i n ( 竖 向荷载最 大 ) 为控制荷 载 , 桥梁 的下 挠 荷载。根据 Mi d a s C i v i l 计算得 到的数据 , 即可得到在该点挠度控制 作 为变形控制 内容 。得到 4 5 5 号节点在 M V m i n 荷载作用下变形最 时车辆 的平面布置图。综合考虑实际加载的条件 , 进行相应调整优 表 1 车 辆 明细 表 化, 满足加 载条件 , 即可得到荷载平面布置 图如 图 7 、 8 所示 。 车辆 的荷载按 照规范要求 的重力和轴距进行 , 如 有变化 , 可做

桥梁工程Midas Civil常见问题解答_第05章 荷载

桥梁工程Midas Civil常见问题解答_第05章 荷载

第五章“荷载”中的常见问题 (2)5.1 为什么自重要定义为施工阶段荷载? (2)5.2 “支座沉降组”与“支座强制位移”的区别? (2)5.3 如何定义沿梁全长布置的梯形荷载? (3)5.4 如何对弯梁定义径向荷载? (4)5.5 如何定义侧向水压力荷载? (5)5.6 如何定义作用在实体表面任意位置的平面荷载? (6)5.7 如何按照04公路规范定义温度梯度荷载? (7)5.8 定义“钢束布置形状”时,直线、曲线、单元的区别? (8)5.9 如何考虑预应力结构管道注浆? (8)5.10 为什么预应力钢束采用“2-D输入”与“3-D输入”的计算结果有差别? (9)5.11 “几何刚度初始荷载”与“初始单元内力”的区别? (10)5.12 定义索单元时输入的初拉力与预应力荷载里的初拉力的区别? (11)5.13 为什么定义“反应谱荷载工况”时输入的周期折减系数对自振周期计算结果没有影响? (11)5.14 定义“反应谱函数”时,最大值的含义? (12)5.15 为什么定义“节点动力荷载”时找不到已定义的时程函数? (12)5.16 如何考虑移动荷载横向分布系数? (14)5.17 为什么按照04公路规范自定义人群荷载时,分布宽度不起作用? (14)5.18 定义车道时,“桥梁跨度”的含义? (15)5.19 如何定义曲线车道? (15)5.20 定义“移动荷载工况”时,单独与组合的区别? (15)5.21 定义移动荷载子荷载工况时,“系数”的含义? (16)5.22 为什么定义车道面时,提示“车道面数据错误”? (16)5.23 “结构组激活材龄”与“时间荷载”的区别? (17)5.24 施工阶段定义时,边界组激活选择“变形前”与“变形后”的区别? (17)5.25 定义施工阶段联合截面时,截面位置参数“Cz”和“Cy”的含义? (17)第五章“荷载”中的常见问题5.1为什么自重要定义为施工阶段荷载?具体问题一次落架桥梁,没有施工阶段划分,自重还需定义为施工阶段荷载吗?施工阶段荷载和其他荷载类型有什么区别?相关命令荷载〉静力荷载工况...问题解答如果不进行施工阶段分析,那么自重的荷载类型应选择“恒荷载”。

midasCivil在桥梁承载能力检算及荷载试验中地应用(以Civil_V2012为例)

midasCivil在桥梁承载能力检算及荷载试验中地应用(以Civil_V2012为例)

目录1桥梁承载能力检算评定 (2)1.1检算总述 (2)1.2作用及抗力效应计算 (2)2桥梁荷载试验 (7)2.1静载试验 (7)2.1.1确定试验荷载 (7)2.1.2试验荷载理论计算 (10)2.1.3试验及数据分析 (12)2.1.4试验结果评定 (15)2.2动载试验 (16)2.2.1自振特性试验 (16)2.2.2行车动力响应试验 (18)2.2.2.1移动荷载时程分析 (18)2.2.2.2动力荷载效率 (29)2.2.3试验数据分析及结构动力性能评价 (29)参考文献 (30)结合公路桥梁承载能力检测评定规程,应进行桥梁承载能力检算评定,判断荷载作用检算结果是否满足要求。

另外如果作用效应与抗力效应的比值在1.0——1.2之间时,尚需根据规范规定进行荷载试验评定承载能力。

下面将对midas Civil在桥梁承载能力检算评定及荷载试验中的应用详细叙述。

1桥梁承载能力检算评定1.1检算总述进行桥梁承载能力检测评定时需要进行(1)桥梁缺损状况检查评定(2)桥梁材质与状态参数检测评定(3)桥梁承载能力检算评定。

通过(1)、(2)及实际运营荷载状况调查,确定分项检算系数,根据得到的分项检算系数,对桥梁承载能力极限状态的抗力及正常使用极限状态的容许值进行修正,然后将计算作用效应值与修正抗力或容许值作对比,判断检算结果是否满足要求。

一般来说承载能力检算主要包括抗弯、正斜截面抗剪承载力检算、裂缝宽度检算、挠度检算、稳定性验算等。

1.2作用及抗力效应计算为得到检测桥梁在荷载作用下的计算效应值,可以通过midas Civil进行计算分析得到。

对于预应力混凝土及钢筋混凝土等配筋混凝土桥梁,为得到结构抗力效应值,可以结合PSC设计、RC设计验算得到相应抗力值。

前处理当中需要考虑自重、二期及其他恒载、预应力荷载、成桥时候的温度作用(整体升降温+梯度升降温)、移动荷载、支座沉降(根据实测得到的变位定义)等荷载作用;定义施工阶段分析,可设置包括一次成桥及服役时间长度的收缩徐变两个阶段。

midas civil荷载组合系数

midas civil荷载组合系数

midas civil荷载组合系数摘要:1.介绍Midas Civil 荷载组合系数2.荷载组合系数的概念和作用3.Midas Civil 荷载组合系数的计算方法4.应用实例5.总结正文:【1.介绍Midas Civil 荷载组合系数】Midas Civil 是一种广泛应用于土木工程领域的结构分析软件,它能够帮助工程师进行结构设计、计算和分析。

在Midas Civil 中,荷载组合系数是一个重要的概念,它关系到结构的安全性和稳定性。

【2.荷载组合系数的概念和作用】荷载组合系数是指多个荷载同时作用于结构时,对结构产生的影响与单个荷载作用时产生的影响之比。

在结构设计中,需要考虑多种荷载的组合,以确保结构在各种工况下的安全性。

荷载组合系数可以帮助工程师更准确地评估结构在多种荷载下的性能。

【3.Midas Civil 荷载组合系数的计算方法】Midas Civil 提供了多种计算荷载组合系数的方法,包括:1) 直接法:根据荷载的分布情况和结构类型,直接计算荷载组合系数。

2) 统计法:根据历史数据和工程经验,对荷载进行统计分析,计算荷载组合系数。

3) 响应面法:通过计算荷载对结构响应的敏感性,得到荷载组合系数。

【4.应用实例】假设一个桥梁结构,在设计时需要考虑以下荷载:永久荷载(如自重、预应力等)、可变荷载(如车辆荷载、风荷载等)。

为了保证桥梁的安全性,需要计算荷载组合系数。

使用Midas Civil,可以按照以下步骤进行计算:1) 导入桥梁结构模型和相关参数。

2) 添加永久荷载和可变荷载。

3) 选择计算方法,进行荷载组合系数计算。

4) 查看计算结果,分析不同荷载组合对桥梁性能的影响。

【5.总结】Midas Civil 荷载组合系数对于结构设计和分析具有重要意义。

通过计算荷载组合系数,工程师可以更准确地评估结构在多种荷载下的性能,从而保证结构的安全性和稳定性。

midasCivil在桥梁承载能力检算与荷载试验中应用(以Civil_V2012为例)

midasCivil在桥梁承载能力检算与荷载试验中应用(以Civil_V2012为例)

目录1桥梁承载能力检算评定 (2)1.1检算总述 (2)1.2作用及抗力效应计算 (2)2桥梁荷载试验 (7)2.1静载试验 (7)2.1.1确定试验荷载 (7)2.1.2试验荷载理论计算 (10)2.1.3试验及数据分析 (12)2.1.4试验结果评定 (15)2.2动载试验 (16)2.2.1自振特性试验 (16)2.2.2行车动力响应试验 (18)2.2.2.1移动荷载时程分析 (18)2.2.2.2动力荷载效率 (29)2.2.3试验数据分析及结构动力性能评价 (29)参考文献 (30)结合公路桥梁承载能力检测评定规程,应进行桥梁承载能力检算评定,判断荷载作用检算结果是否满足要求。

另外如果作用效应与抗力效应的比值在1.0——1.2之间时,尚需根据规范规定进行荷载试验评定承载能力。

下面将对midas Civil在桥梁承载能力检算评定及荷载试验中的应用详细叙述。

1桥梁承载能力检算评定1.1检算总述进行桥梁承载能力检测评定时需要进行(1)桥梁缺损状况检查评定(2)桥梁材质与状态参数检测评定(3)桥梁承载能力检算评定。

通过(1)、(2)及实际运营荷载状况调查,确定分项检算系数,根据得到的分项检算系数,对桥梁承载能力极限状态的抗力及正常使用极限状态的容许值进行修正,然后将计算作用效应值与修正抗力或容许值作对比,判断检算结果是否满足要求。

一般来说承载能力检算主要包括抗弯、正斜截面抗剪承载力检算、裂缝宽度检算、挠度检算、稳定性验算等。

1.2作用及抗力效应计算为得到检测桥梁在荷载作用下的计算效应值,可以通过midas Civil进行计算分析得到。

对于预应力混凝土及钢筋混凝土等配筋混凝土桥梁,为得到结构抗力效应值,可以结合PSC设计、RC设计验算得到相应抗力值。

前处理当中需要考虑自重、二期及其他恒载、预应力荷载、成桥时候的温度作用(整体升降温+梯度升降温)、移动荷载、支座沉降(根据实测得到的变位定义)等荷载作用;定义施工阶段分析,可设置包括一次成桥及服役时间长度的收缩徐变两个阶段。

基于MIDAS对桥梁荷载试验的应用研究

基于MIDAS对桥梁荷载试验的应用研究

作者: 谭锴
作者机构: 邵阳职业技术学院建筑工程系,湖南邵阳422000
出版物刊名: 当代教育理论与实践
页码: 159-162页
年卷期: 2014年 第3期
主题词: 混凝土连续梁桥;桥梁检测;荷载试验;有限单元法
摘要:目的随着经济的发展,不断增加的繁重交通荷载加剧了桥梁结构的负担,众多桥梁亟待得到结构性能评定,而桥梁荷载试验是评定桥梁结构性能的重要方法。

通过数值分析为桥梁检测静荷载试验和动荷载试验提供一种参考凭据,从而更好地对桥梁运行状况作出评定。

方法利用桥梁结构分析与计算软件Midas—Civil建立有限元模型,分析桥梁在静荷载作用下的挠度、应力应变等静力特性和在动荷载作用下结构的振动特性。

结果对比模拟数据、桥梁检测荷载试验实测数据以及理论计算数据,评定该桥处于良好运营状态。

结论基于桥梁结构分析与计算软件Midas—Civil仿真模拟为桥梁荷载试验提供一种参考凭据是切实有效可行的方法。

midas civil在桥墩钢模板验算中的应用

midas civil在桥墩钢模板验算中的应用

midas civil在桥墩钢模板验算中的应用第一章:引言桥梁是人类交通的重要组成部分,而桥墩是桥梁的支撑结构。

桥墩的稳定性和安全性对于桥梁的正常使用至关重要。

而在桥墩的建设过程中,钢模板的应用则起到了至关重要的作用。

本文将重点介绍Midas Civil软件在桥墩钢模板验算中的应用。

第二章:Midas Civil软件概述Midas Civil是一款专业的桥梁设计与分析软件,具有强大的计算和模拟功能。

它能够帮助工程师进行复杂桥梁结构的设计、分析和优化,其中包括桥墩的验算。

第三章:桥墩钢模板的作用桥墩钢模板是桥墩施工中的重要工具,它的作用主要有两个方面。

首先,它能够提供临时支撑和模板支撑,保证桥墩在施工过程中的稳定性。

其次,它可以帮助工程师对桥墩的尺寸和形状进行设计和施工,确保其满足结构强度和美观性的要求。

第四章:Midas Civil在桥墩钢模板验算中的应用在桥墩钢模板的验算中,Midas Civil软件提供了丰富的功能和工具。

首先,它能够进行钢模板的受力分析,确定其在施工过程中的受力情况。

通过输入桥墩的几何参数和钢模板的材料参数,软件可以计算出模板的应力、变形和稳定性等重要参数。

其次,Midas Civil还可以进行桥墩施工过程的模拟和优化。

通过模拟不同的施工方案和工艺,工程师可以评估不同方案下的钢模板受力情况和桥墩的稳定性。

在此基础上,可以针对不同的施工条件进行优化设计,确保钢模板的安全性和经济性。

第五章:实例分析为了更好地说明Midas Civil在桥墩钢模板验算中的应用,我们以某桥梁的桥墩钢模板为例进行分析。

通过Midas Civil软件的建模、分析和优化功能,我们可以得到桥墩钢模板的受力情况和稳定性分析结果。

同时,还可以根据不同的施工条件,优化钢模板的设计,提高施工效率和工程质量。

第六章:总结通过本文的介绍,我们可以看出Midas Civil在桥墩钢模板验算中的重要作用。

它不仅能够进行钢模板的受力分析和稳定性分析,还可以进行施工过程的模拟和优化设计。

基于MIDAS的桥梁荷载试验方案设计系统-使用说明书

基于MIDAS的桥梁荷载试验方案设计系统-使用说明书

基于MIDAS的桥梁荷载试验方案设计系统使用说明书1.软件功能本系统基于MIDAS/Civil软件(已测试6.71与2010版本)中桥梁控制截面影响线文件,自动进行荷载试验方案的设计并完成相关绘图工作,主要功能如下:(1)根据MIDAS/Civil(已测试6.71与2010版本)软件中生成的各荷载试验工况影响线文件,以及用户对加载效率的要求,根据试验车辆等输入数据,自动计算各工况满足加载效率时的车辆加载方案。

(2)计算所有车辆加载方案对所有工况的加载效率,防止某加载方案对其他工况加载效率过大,并当某加载方案对多个工况均满足加载效率时,即可实现试验工况的合并,减少现场试验工作量。

(3)对所有工况的车辆加载方案中任何车辆均可进行参数的修改、车辆删除或车辆增加,自动重新计算相应的加载效率。

(4)可在本系统中及Auto CAD(已测试2006及2008版)软件中,生成相关的荷载试验方案设计示意图。

2.使用要求装有Windows Xp/Vista/7等操作系统的计算机;计算机中装有AUTO CAD软件(已测试2006及2008版,用于车辆加载方案示意图的自动生成);部分杀毒软件有可能误报为木马,请添加信任后运行;3.使用说明以下通过一算例说明程序的使用方法:(1)在Midas中将各荷载试验工况对应截面效应的影响线导出到本软件运行目录的“影响线文件”文件夹内,分别以各工况名称命名,文件类型为txt,Midas中导出前的单位建议使用“kN,cm”(此处单位即为计算及绘图时所使用的单位,由于MIDAS影响线文件保留小数点后6位,kN,m的单位设置有可能产生挠度影响线数值过小而导致精度难以满足),如图1~图2所示。

图1 MIDAS影响线导出图2 MIDAS影响线导出(2)运行本软件,在“设计荷载效应及加载效率范围输入”、“试验车辆信息输入”中分别填入相关数据,如图3~图4所示。

图3 “设计荷载效应及加载效率范围输入”窗口界面图4 “试验车辆信息输入”窗口界面补充说明:“各工况设计荷载效应”根据实桥设计荷载等级等参数由Midas软件计算,单位与导出影响线时使用的单位应一致。

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目录1桥梁承载能力检算评定 (2)1.1检算总述 (2)1.2作用及抗力效应计算 (2)2桥梁荷载试验 (7)2.1静载试验 (7)2.1.1确定试验荷载 (7)2.1.2试验荷载理论计算 (10)2.1.3试验及数据分析 (13)2.1.4试验结果评定 (16)2.2动载试验 (17)2.2.1自振特性试验 (17)2.2.2行车动力响应试验 (19)2.2.2.1移动荷载时程分析 (19)2.2.2.2动力荷载效率 (32)2.2.3试验数据分析及结构动力性能评价 (33)参考文献 (34)结合公路桥梁承载能力检测评定规程,应进行桥梁承载能力检算评定,判断荷载作用检算结果是否满足要求。

另外如果作用效应与抗力效应的比值在1.0——1.2之间时,尚需根据规范规定进行荷载试验评定承载能力。

下面将对midas Civil在桥梁承载能力检算评定及荷载试验中的应用详细叙述。

1桥梁承载能力检算评定1.1检算总述进行桥梁承载能力检测评定时需要进行(1)桥梁缺损状况检查评定(2)桥梁材质与状态参数检测评定(3)桥梁承载能力检算评定。

通过(1)、(2)及实际运营荷载状况调查,确定分项检算系数,根据得到的分项检算系数,对桥梁承载能力极限状态的抗力及正常使用极限状态的容许值进行修正,然后将计算作用效应值与修正抗力或容许值作对比,判断检算结果是否满足要求。

一般来说承载能力检算主要包括抗弯、正斜截面抗剪承载力检算、裂缝宽度检算、挠度检算、稳定性验算等。

1.2作用及抗力效应计算为得到检测桥梁在荷载作用下的计算效应值,可以通过midas Civil进行计算分析得到。

对于预应力混凝土及钢筋混凝土等配筋混凝土桥梁,为得到结构抗力效应值,可以结合PSC设计、RC设计验算得到相应抗力值。

前处理当中需要考虑自重、二期及其他恒载、预应力荷载、成桥时候的温度作用(整体升降温+梯度升降温)、移动荷载、支座沉降(根据实测得到的变位定义)等荷载作用;定义施工阶段分析,可设置包括一次成桥及服役时间长度的收缩徐变两个阶段。

计算分析完毕后,先进行荷载组合:结果>荷载组合,选择“混凝土设计”表单,可以结合通用设计规范D60-04自动生成功能生成荷载组合,组合类型按照检测评定规程选择承载能力极限状态设计和正常使用极限状态设计,分别进行结构抗弯、剪、扭验算及抗裂验算。

进行PSC设计验算时,输出参数中可以只选择抗弯、剪、扭验算及抗裂验算内容;如果不考虑扭矩验算,相应选项可不勾选。

进行RC设计时,选择承载能力极限状态验算,进行抗弯、剪、扭验算及裂缝宽度验算。

对于混凝土桥梁,可以结合规范检测评定规程(JTG/T J21-2011)6.4节的规定确定检测位置及内容:跨中正弯矩、支点附近剪力、1/4截面附近弯剪组合连续梁墩顶负弯矩等,选中这些位置处的单元,作为设计位置。

当然也可以将全桥主梁单元均作为设计位置。

设计验算完毕后,可以在结果当中表格里面通过表格查找到桥梁作用效应值及抗力值。

(1)对于抗弯、抗剪、抗扭验算,以承载能力极限状态抗弯设计验算为例,γMu即为考虑结构重要性系数的作用效应值,Mn为桥梁抗弯承载能力。

(2)对于正常使用极限状态抗裂验算,以正常使用极限状态正截面抗剪验算为例,程序分别输出截面顶板、底板及四个角点位置处的正应力结果,然后取其最大值得到Sig_MAX,即可作为作用效应值,Sig_ALW为容许应力值,即正截面抗裂抗力值。

(3)对于裂缝宽度验算,可以在RC设计验算中输出,也可以在PSC设计验算中对B类部分预应力桥梁输出。

以B类部分预应力桥梁裂缝宽度验算为例,Sig_SS 表示受拉钢筋应力,W_tk是计算裂缝宽度,W_AC为允许裂缝宽度。

在检测评定规范7.3.4中裂缝宽度限值表也给出了各类别桥梁容许最大裂缝宽度。

(4)对于挠度检算,在civil中不需要进行设计,可以直接在结果>变形当中查找到相应荷载组合或工况下的位移,如下图中承载能力极限状态组合1下的位移,提取相应检算位置处的变形,将其与容许变形对比进行检算。

(5)对于稳定性验算,可以通过civil进行屈曲分析,得出桥梁结构在自重等静力荷载作用下的特征值,即安全系数,安全系数越大,结构越稳定。

通过计算分析得到作用效应值及抗力值后,尚需根据桥梁缺损状况检查评定和桥梁材质与状态参数检测评定确定承载能力检算系数Z1,对于钢筋混凝土桥梁尚需确定承载能力恶化系数、截面折减系数、钢筋截面折减系数等,通过规范公式7.3.1、7.3.3-1、7.3.3-2、7.3.3-3分别进行强度、应力、变形、裂缝宽度验算。

对于圬工结构桥梁可以通过civil计算分析得到荷载作用效应值,然后将其与引入承载能力检算系数Z1修正的抗力值作对比,进行检算。

对于钢桥,可以通过civil计算分析得到荷载作用下的应力及变形,然后将引入承载能力检算系数Z1修正的应力变形容许值对比检算。

对于拉吊索承载能力检算,主要是将计算拉索应力与考虑检算系数的容许应力限值做对比。

详细内容可参照《公路桥梁承载能力检测评定规程》第7章内容,确定检算公式及检算系数等。

2桥梁荷载试验根据公路桥梁承载能力检测评定规程规定,如果荷载作用效应与结构抗力效应的比值在1.0—1.2之间时,尚需根据规范规定进行荷载试验评定承载能力。

故本节主要讲解如何结合midas civil及FEA进行荷载试验分析。

2.1静载试验2.1.1确定试验荷载首先是确定静力试验荷载,根据控制内力、应力或变位等效原则,选择满足静力荷载试验效率ηη的试验荷载及加载方案。

ηη=ηηη∙(1+η)S s---静力试验荷载作用下,某一加载试验项目对应的加载控制截面内力/变形的最大计算效应值;η---检算(控制)荷载产生的同一加载控制截面内力、应力或变位的最不利效应计算值;η---按规范取用的冲击系数值;验收性荷载试验---ηη:0.85~1.05;鉴定性荷载试验---ηη:0.95~1.05。

对于加载控制截面,可以参考《公路桥梁承载能力检测评定规程》中表8-1-3“不同类型桥梁主要加载测试项目”及《公路桥梁荷载试验规程》中5.2.2-1/ 2/3/4“各桥型试验荷载工况及控制截面”进行选择确定。

S表示检算荷载或控制荷载作用下的计算效应值,此荷载一般取移动设计荷载,如车道荷载或者是其他设计荷载。

对于冲击系数,如果在civil中定义了移动荷载分析控制中冲击系数,那么计算结果中即包含了冲击效应,可以直接用ηq =S sS计算静载试验效率。

以一连续梁桥为例,跨径布置为25+35+25,依据上述规范条文选择试验工况及控制截面如下:(1)主跨支点位置最大负弯矩工况,主跨支点截面,图示B截面(2)主跨跨中截面最大正弯矩工况,主跨最大弯矩截面,图示C截面(3)边跨主梁最大正弯矩工况,边跨最大弯矩截面,图示A截面根据《公路桥梁荷载试验规程》说明,静载试验工况应包括中载工况和偏载工况,故设置两个移动荷载工况:偏载和中载。

偏载车道布置依据通用设计规范中最不利的布置形式设置。

计算分析后分别查看两个工况A、B、C三个控制截面的计算效应值,此时如前处理中在移动荷载分析控制定义了冲击系数,则计算效应值已经包括冲击效应。

以A截面为例,模型中为12号单元中点位置,查看其在偏载移动工况作用下的最大正弯矩为5411.1kN*m,此值即为公式中的分母值,如图所示。

得到检算控制荷载计算效应值后,可以通过移动荷载结果>影响线>梁单元内力,输出12号单元中点在偏载三个车道下的弯矩影响线,如下图偏载1车道下弯矩影响线,同时可将影响线数据通过“生成文件”导出为mct文件。

通过移动荷载结果>移动荷载追踪器>梁单元内力,输出12号单元中点产生最大正弯矩时的移动荷载布置情况,如图所示,并可通过“输出最大/最小荷载文件”将移动荷载布置情况输出为mct格式文件,导入civil后作为静力荷载计算分析。

根据上述导出的弯矩影响线数据、最不利移动荷载布置情况,结合其他辅助工具(检测行业自编小工具),确定试验车辆荷载布置在哪些位置时可以使公式中Ss项满足静载试验效率的要求。

2.1.2试验荷载理论计算确定试验荷载加载位置后,即可采用试验车辆或重物加载试验,关于如何在civil中模拟试验荷载加载,以下述例子进行说明。

首先是对于单梁模型,试验车辆荷载可以采用荷载>梁荷载>线>集中荷载进行施加模拟,假设试验车辆荷载为3轴重车,轴重与轴距统计如下表所示:如将该试验车辆加载在最外侧车道上,如图所示,选择集中荷载后,因试验车辆荷载加载在最外侧车道上,所以需要勾选“偏心”,下面选择“中心”表示以截面质心位置处作为参考位置,“偏心”表示以设置截面偏心后的位置作为参考位置;方向选择局部坐标系y设置横向偏心,通过距离参考位置(加载区间确定的直线)I-端、J-端的偏心距离,确定加载位置,因为最外侧车道中心线距离车道单元-4.35m,故此处距离输入4.35;然后输入根据轴距分配数值,后轴2放在10号节点,后轴1则相对位置为1.3/5.094,前轴相对位置为4.8/5.094,输入对应轴重,选择加载区间两点即可完成试验车辆荷载的输入。

对于梁格模型,可以参照单梁模型对纵梁单元施加梁荷载模拟试验车辆,也可以在梁格模型上添加一个虚拟板或者桥面板单元,如果是添加虚拟板,将其容重设为0,厚度设置较小,此时主要是方便在梁格模型任意位置处参加平面荷载,如果建立桥面板单元,按照桥面板实际厚度建立相应板单元。

在板单元上施加试验荷载,首先通过荷载>压力荷载>分配平面荷载>定义平面荷载类型,假设在此板单元上施加两辆车组成的试验车辆荷载(假设从左侧开上桥梁),车辆轴重、轴距、车距统计如下表:定义车辆荷载名称,选择荷载类型为集中荷载,定义试验车辆的荷载的局部坐标,假设第一辆车的后轴2位于0点,根据轴距及车距,依次定义其余轴重位置,完成试验车辆荷载的定义。

完成平面荷载定义后,选择分配平面荷载,主要是把之前定义的车辆平面荷载放在加载位置上,加载位置通过三点确定:原点、x轴上任意点、x-y平面上任意点。

一般可以将平面荷载中第一个集中荷载放在加载平面原点位置处,方面平面荷载的定义和分配。

如果静载试验荷载需要进行逐级加载,对于理论计算,可以通过定义施工阶段,将不同阶段分级荷载定义为不同的荷载组,然后在不同施工阶段激活模拟。

试验过程中要以理论计算结果作为参考,分析控制各分级加载过程。

2.1.3试验及数据分析根据公路桥梁荷载试验规程(征求意见稿)中5.3节测试内容中说明,静载试验主要关注控制截面的应力(应变)观测、挠度变形测试、构件表面开裂状况、环境温度等,并给出不同桥型的试验测试内容表格。

另外5.5节给出了详细的应变测点、变形测点的布置示意图,可根据此规定选择相应的控制截面应变、变形测点布置,并在试验过程中作为记录和监测。

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