钢桥、组合梁桥-midas操作例题资料-钢混组合梁

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二、钢混组合梁操作例题资料

1工程概况

本桥为某高速路联络线匝道桥中的一联，桥宽6m。上部结构采用

38+33.5+37.5m钢混组合连续梁，下部结构桥墩为柱式。主梁为单箱单室，梁高3.5m，预制高3.1m，钢箱底板厚50mm，上翼缘板厚50mm，腹板厚20mm，布置加劲肋。钢材均采用Q345，分4段预制后现场采用高强螺栓拼接。钢箱顶部混凝土桥面板厚0.2m，承托高0.2m，抗剪界面为c-c，采用C50混凝土现浇；横隔板等设置距离详见图2所示。

图1.1-1 钢箱梁构造图（一）

钢混组合梁操作例题资料

图1.1-2 钢箱梁构造图（二）

2 建模步骤

2.1定义材料

特性>材料特性值>材料

图2.1-1 材料定义

图2.1-2 材料数据 《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》（JTG/T D64-01-2015）桥梁设计，需要定义组合材料，选择规范“JTG D64-2015(S)”。

2.2定义截面

特性>截面特性值>组合梁截面

组合梁截面支持“钢-箱型（Type1）”、“钢-I 型（Type1）、“钢-槽型（Type1）” 、“钢-箱型（Type2）、“钢-I 型（Type2）、“钢-槽型（Type2），共六种。截面中可任意设置纵向加劲肋，支持“平板”、“T 形”、“U 肋”三种类型，截面特性值考虑了纵向加劲肋的影响。

图2.2-1 截面数据

按照界面内辅助示意图，输入混凝土板和钢箱梁各段距离，顶底板、腹板厚度等。输入Es/Ec（钢与混凝土弹性模量之比）、Ds/Dc（钢与混凝土容重之比）、Ps（钢梁泊松比）、Pc（混凝土板泊松比）、Ts/Tc（钢与混凝土线膨胀系数之比）。点击“截面加劲肋”，进行加劲肋设置。

点击“定义加劲肋”，定义加劲肋尺寸，设置加劲肋布置位置及间距。

图2.2-2 加劲肋布置数据

图2.2-3加劲肋截面数据

2.3 建立结构模型

导入DXF文件：Civil图标>导入>AutoCAD DXF文件

图2.3-1导入DXF 文件 曲线桥梁可以通过导入CAD 线形的方法建立单元节点。在支撑线处、截面变化位置处、加载荷载位置（隔板、横梁等）划分节点。在Cad 中根据上述内容分图层，Civil 程序可以根据图层将导入的内容分组。应该注意导入Cad 图形的绘制单位应与Civil 一致。可绘制辅助线（支撑线、加载点等）一并或分批导入，便于后续操作。

图2.3-2 图层与结构组

2.4 边界条件设置

2.4.1 边界条件

由于主梁截面的偏心点选择的是中上部，而支座位于主梁的底部，因此需要在主梁的底部建立支座节点，并在支座节点上定义约束条件，并将支座节点与主梁节点通过弹性连接进行连接。支座节点通过对主梁节点复制生成，节点号从110开始。其中114、115、120、121、125、127属于临时支座节点；其余为永久支座节点。曲线上布置横向支座时，可选择“任意方向”，

方向向量选择沿导入dxf文件中的“永久支撑线”节点方向。

图2.4-1 支座节点

建立梁底约束：边界>一般支承

图2.4-2 一般支承定义

建立永久支座：边界>弹性连接

图2.4-3 永久支座弹性连接定义

建立临时支座梁底和梁顶约束：边界>弹性连接

图2.4-4 临时支座梁底和梁顶约束定义

建立永久支座梁底和梁顶约束：边界>刚性连接

填写主梁上节点作为主节点号，通过“窗口选择”拾取从属节点号。

图2.4-5 永久支座梁底和梁顶约束定义

2.5 静力荷载的定义

组合梁横隔板重量按节点荷载添加在自重荷载工况下。混凝土铺装、护栏添加在二期荷载工况下。混凝土桥面板湿重可作为梁单元荷载施加。按混凝土和钢材弹性模量和线膨胀系数设置温度梯度，考虑整体升温、整体降温。

荷载>静力荷载>静力荷载工况

图2.5-1 荷载工况定义

荷载>静力荷载>自重、节点荷载、梁单元荷载

荷载>温度/预应力>钢束预应力、梁截面温度

图2.5-2 静力荷载

2.6 钢束钢筋

荷载>温度/预应力>钢束特性

图2.6-1 钢束特性

荷载>温度/预应力>钢束形状

钢束N1~N5，y(m)坐标值分别为2,1,0,-1,-2；在Civil中需要指定钢束在组合截面中的位置。施工阶段联合截面设置见2.9施工阶段。

图2.6-2 钢束形状及组合截面钢束位置

荷载>温度/预应力>钢束预应力

见2.5

特性>截面管理器>钢筋

混凝土板顶底布置两层钢筋，直径d16，保护层0.05m。

图2.6-3 钢筋布置

2.7 移动荷载

大多数公路桥梁结构，汽车荷载是导致疲劳破坏的主要因素，在钢规5.5节中对车辆荷载作用下的疲劳验算进行了规定[1]。疲劳荷载车辆的本质与汽车荷载相同，均属于移动车辆，其加载方式同汽车荷载。抗疲劳验算可以对钢梁中任意位置，截面中任意点进行疲劳模型I和疲劳模型Ⅱ的验算。疲劳模型Ⅲ需要做正交异性板的细部分析，进行纵横向验算，故应采用midas FEA 进行验算。设置车道、车辆等之前，选择中国规范。

荷载>移动荷载>移动荷载规范

图2.7-1 选择移动荷载规范

2.7.1定义车道

图2.7-2 车道对话框

车道定义时单元或节点必须依次排列，否则会出现车辆对开的情况导致移动荷载分析错误的结果。对于桥梁跨度的输入，对于多跨连续梁，输入最大计算跨径，此主要用来确定车道荷载中集中力的大小，按最大跨径计算，偏安全考虑；对于纵向折减系数的考虑，可以在车道单元后面的比例系数中定义即可，输入“1”程序自动根据规范折减。

荷载>移动荷载>交通车道线