MIDAS／Civil技术培训-斜桥与弯桥
迈达斯斜桥与弯桥分析
斜桥与弯桥分析北京迈达斯技术有限公司2007年8月目录1. 斜桥 (1)1.1 概述 (1)1.2 斜交桥梁的受力特点 (1)1.3 建模方法 (2)2. 弯桥 (3)2.1 概述 (3)2.2 弯桥的受力特点 (3)2.3 建模方法 (4)2.4 弯桥建模例题 (5)1. 斜桥1.1 概述桥梁设计中，会因为桥位、线型的因素，而需要将桥梁做成斜交桥。
斜交桥受力性能较复杂，与正交桥有很大差别。
平面结构计算软件无法对其进行精确的分析，限制了此类结构桥型的应用。
1.2 斜交桥梁的受力特点a) 钝角角隅处出现较大的反力和剪力，锐角角隅处出现较小的反力，还可能出现翘起；（图1.2.1）b) 出现很大的扭矩；（图1.2.2）c) 板边缘或边梁最大弯矩向钝角方向靠拢。
（图1.2.3 ~ 图1.2.4）图1.2.1 斜交空心板桥支点反力图1.2.2 斜交空心板桥扭矩图图1.2.3 正、斜交板桥自重弯矩图（板单元）图1.2.4 正、斜交空心板桥自重弯矩图（梁格单元）这些效应的大小与斜交角度大小也有很大的关系，斜交角度越大，上述效应就越大。
一般来说斜交角度小于20度时，对于简支斜交桥的上述影响可以忽略。
如果斜交角度超过20度就必须考虑上述效应的影响。
设计人员还应根据实际情况，找出适当的处理方案。
1.3 建模方法对斜交桥梁多用梁格法建立模型。
可用斜交梁格或正交梁格来建模。
对于斜交角度小于20度时，使用斜交梁格是非常方便的。
但是对于大角度的斜交桥，根据它的荷载传递特性，建议选用正交梁格，而且配筋时也尽量沿正交方向配筋。
图1.3.1 斜交梁格与正交梁格2. 弯桥2.1 概述目前弯梁桥在现代化的公路及城市道路立交中的数量逐年增加，应用已非常普遍。
尤其在互通式立交的匝道桥设计中应用更为广泛。
目前出现了很多小半径的曲线梁桥，特别是匝道桥梁更是如此。
此类桥梁具有斜、弯、坡、异形等特点，给桥梁的线型设计和构造处理带来很大困难。
2.2 弯桥的受力特点a) 弯桥在外荷载的作用下会同时产生弯矩和扭矩，并且互相影响，使梁截面处于弯扭共同作用的状态，其截面主拉应力往往比相应的直梁桥大得多（图2.2.1）；图2.2.1 弯桥弯矩与扭矩b) 弯桥在外荷载的作用下，还会出现横向弯矩（图2.2.2）；图2.2.2 横向弯矩c) 由于弯扭耦合，弯桥的变形比同样跨径直线桥要大，外边缘的挠度大于内边缘的挠度，而且曲率半径越小、桥越宽，这一趋势越明显。
迈达斯中弯桥模型的建立
图 3.13 建立梁单元
用扩展单元功能建立桥台A1 上的板单元。
1.点击 全选
2.点击 扩展单元
3.在扩展类型上选择‘线单元→平面单元’
4.确认删除为‘’
5.在单元属性中确认单元类型为‘板单元’
6.确认材料为‘1 : 30’
7.确认厚度为‘1 : 1.000’
8.确认类型为‘厚板’
3.在旋转的复制次数里输入‘1’
4.在旋转角度里输入‘-11.5*360/2/pi/131.95’
5.确认旋转轴为‘绕z轴’
6.确认第一点为‘0, -131.95, 0’
7.点击
图 3.17 复制板单元
利用新建立的板单元在桥墩P1的左侧建立厚度从1m变化到1.3m的板单元。
1.在旋转单元里确认形式为‘复制’
图 3.19 建立1.3m厚的板单元
选择图 3.19的，在桥墩 P1 的右侧建立厚度从 1.3m变化到1m的板单元。
1.在旋转单元里确认形式为‘复制’
2.点击 多边形选择，选择图 3.19的
3.在旋转的复制次数里输入‘4’
4.在旋转角度里输入‘-0.5*360/2/pi/131.95’
5.确认旋转轴为‘绕z轴’
2.在工具条选择钩选全部(图 3.7)
3.点击
图 3.7 工具条编辑窗口
将调出的工具条拖放到用户方便的位置（图3.8）。
（a）调整工具条位置之前
(b) 调整工具条位置之后
图 3.8 排列工具条
定义材料以及截面
定义材料如下：
材料
1 : 30–板
考虑在支座处板的厚度变化按下图来定义不同的厚度(图 3.9)。
13.在旋转角度里输入‘-360/2/pi/131.95’
MIDAS／Civil技术培训-斜桥与弯桥
问题一
斜桥和弯桥在设计中有哪些 特殊考虑？
解答
问题二
斜桥和弯桥设计需考虑地形、 地质、水文等因素，进行结 构分析和优化，确保桥梁安 全性和稳定性。
在施工过程中如何保证斜桥 和弯桥的质量？
解答
施工过程中需严格控制材料 质量、加强现场监管、进行 质量检测和验收等环节，确 保施工质量符合要求。
经验分享和互动交流环节
边界条件设置
在弯桥模型中，需要根据实际情况设置边 界条件。例如，对于简支梁桥，可以在桥 墩处设置固结边界条件；对于连续梁桥， 可以在桥墩处设置弹性支撑边界条件。
荷载施加方法
在弯桥模型中，需要根据设计资料施加荷 载。例如，可以施加均布荷载、集中荷载 、移动荷载等。同时，需要考虑荷载的组 合和工况，以确保模型的准确性。
05
结构分析结果解读与评估
位移、内力、应力等结果展示
位移结果
通过有限元分析，可以得到桥梁结构在荷载作用下的位移分布情况，包括竖向位移、横向 位移和纵向位移等。这些位移结果可以帮助工程师判断结构刚度是否满足要求。
内力结果
内力分析是桥梁结构设计的核心环节之一，通过有限元分析可以得到桥梁结构在荷载作用 下的内力分布情况，包括弯矩、剪力、轴力等。这些内力结果可以为桥梁结构的安全性和 稳定性评估提供依据。
内力异常
可能原因包括荷载施加不准确、截面特性输入错误等，处理措施可 以包括重新校核荷载、修正截面特性等。
应力异常
可能原因包括材料特性不准确、网格划分不精细等，处理措施可以 包括重新校核材料特性、加密网格划分等。
结构优化建议提供
01
结构形式优化
针对不同类型的桥梁结构，可以采用不同的结构形式进行优化设计，例
应力结果
midas培训-斜弯桥
18
0202-弯桥 支座（多支座模拟） 支座（多支座模拟）
在实际支座的顶、底位置分别建立节点， 在实际支座的顶、底位置分别建立节点，支座底部节点采用一 般支承约束（约束D ALL），利用弹性连接（一般） ），利用弹性连接 般支承约束（约束D-ALL），利用弹性连接（一般）来模拟支 输入相应方向的刚度值与Beta ），支座顶节点和主梁节 Beta角 座（输入相应方向的刚度值与Beta角），支座顶节点和主梁节 AutoCAD DXF File 点通过刚性连接来连接。 点通过刚性连接来连接。
2
0101-斜桥 受力特点
钝角角隅处出现较大的反力和剪力， a) 钝角角隅处出现较大的反力和剪力，锐角角隅处出现较小 的反力，还可能出现翘起。 的反力，还可能出现翘起。
3
0101-斜桥 受力特点
出现很大的扭矩。 b) 出现很大的扭矩。
23
0202-弯桥 弯桥建模例题
桥梁类型： 桥梁类型：4跨连续箱梁 桥梁长度：L＝4×30m 桥梁长度： AutoCAD DXF File 曲线半径： 曲线半径：70m 截面类型： 截面类型：单箱单室
24
斜桥与弯桥
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1
0101-斜桥
概述
桥梁设计中，会因为桥位、 桥梁设计中，会因为桥位、 线型的因素， 线型的因素，而需要将桥梁做 成斜交桥。 成斜交桥。斜交桥受力性能较 复杂，与正交桥有很大差别。 复杂，与正交桥有很大差别。 平面结构计算软件无法对其进 行精确的分析， 行精确的分析，限制了此类结 构桥型的运用。 构桥型的运用。
12
0202-弯桥
受力特点
根据以上受力特点，对于弯桥，在结构设计中， 根据以上受力特点，对于弯桥，在结构设计中，应对 其进行全面的整体的空间受力计算分析， 其进行全面的整体的空间受力计算分析，只采用横向分 布等简化计算方法，不能满足设计要求。 布等简化计算方法，不能满足设计要求。 必须对纵向弯曲、扭转作用下，结合自重、预应力和 必须对纵向弯曲、扭转作用下，结合自重、 汽车活载等荷载进行详细的受力分析， 汽车活载等荷载进行详细的受力分析，充分考虑其结构 的空间受力特点才能得到安全可靠的结构设计。 的空间受力特点才能得到安全可靠的结构设计。
MidasCivil 桥梁结构电算原理与软件应用
三、简支梁T梁桥建模与分析
➢建立结构模型
三、简支梁T梁桥建模与分析
➢定义结构组、边界条件组、荷载组和钢束组 组>结构组>新建…
组>荷载组>新建…
组>钢束组>新建… 组>边界组 模型 /边 界条件 / 一般支承
三、简支梁T梁桥建模与分析
➢定义结构组、边界条件组、荷载组和钢束组
三、简支梁T梁桥建模与分析
一、Midas/Civil 软件介绍
➢查看结果
一、Midas/Civil 软件介绍
➢查看结果
一、Midas/Civil 软件介绍
➢查看结果
一、Midas/Civil 软件介绍
➢后处理显示
一、Midas/Civil 软件介绍
➢后处理显示
一、Midas/Civil 软件介绍
➢一般分析步骤 设置操作环境:2D或3D结构、单位体系等。
一、Midas/Civil 软件介绍
➢适用范围：桥梁、地下结构、建筑、大坝、港口等结构。
一、Midas/Civil 软件介绍
➢一般分析步骤 输入边界条件：定义结构的外边界条件以及结构内部的连
接。
输入荷载：包括施工荷载、永久荷载、活荷载、温度荷载、 车辆荷载、支座沉降、预应力荷载等。
输入钢束特性值：定义预应力钢束的特性的种类（15-7， 15-9等）
➢模型画面及视图
一、Midas/Civil 软件介绍
➢模型的激活与钝化
一、Midas/Civil 软件介绍
一、Midas/Civil 软件介绍
➢材料与截面特性
输入各向同性和正交各向异性材料的材料特性 由用户定义混凝土材料随时间的变化特性(徐变和收缩)函数 定义混凝土材料随时间的变化特性(徐变和收缩)。 定义混凝土材料的抗压强度或弹性模量随时间变化的曲线 修改各单元的理论厚度值或者体积与面积比。 为材料非线性分析定义塑性材料模型
midasCivilDesigner连续梁-弯桥-跟随例题
Civil Designer连续梁-弯桥-跟随例题2014年4月23日北京迈达斯技术有限公司目录一、CDN模型及分析结果导入 (1)二、定义构件 (1)三、项目设计 (2)四、查看结果 (3)五、结果调整—调束 (4)六、结果调整—调筋 (6)七、柱的设计 (8)八、更新模型数据至Civil (9)一、CDN模型及分析结果导入1.运行midas Civil，打开模型“连续梁-弯桥-演示”，点击运行分析（点或者按F5键）；2.点击主菜单PSC（设计）>CDN>创建新项目（或点击创建新项目并执行设计）；3.在CDN中，点击模型>保存，将模型保存以“连续梁-弯桥-演示”保存；Tips：也可以通过Civil>导出模型和分析结果文件导出模型文件*.mct以及分析结果文件*.mrb后，打开midas CDN软件，模型>导入>导入Civil模型和结果文件（*.mct,*.mrb）。
二、定义构件1.点击主菜单模型>自动，选择目标点击全部选择，勾选名称，可以自定义构件的名称，验算位置选择各段，点击确认；（也可以手动定义构件，点击模型>手动，手动选择单元进行构件定义，并定义该构件的名称以及类型，点击确认；或者根据构件的类型进行构件定义，点击模型>类型，选择目标以及类型（梁、柱、基础、任意），点击确认；）Tips：定义构件可以选择三种方式：自动、手动、类型，定义好构件之后可以通过手动方式对已定义好的构件进行重新定义，在左侧工作树中显示定义完成的构件，可勾选是否显示或修改构件名称、类型等等，同时模型以定义完成的构件模式显示。
三、项目设计1.点击主菜单RC/PSC设计>设置，设置“设计参数”“验算选项”，验算选项部分勾选全选，该菜单整合了RC和PSC设计参数，以及按规范要求的验算选项；2.点击RC/PSC设计>生成，将Civil中的荷载组合完全导入至CDN中，同时，按承载能力、正常使用、弹性阶段优化荷载组合分类；（如未导入荷载组合，亦可点击自动生成，选择设计规范，自动生成荷载组合）3．点击RC/PSC设计>运行，选择目标完成设计；Tips:在初次设计时，也可以进行“一键设计”，无需定义构件，默认按每个单元即是一个构件进行快速设计，直接点击“RC/PSC>运行”即可;如果需要修改构件的设计参数，点击RC/PSC设计>参数。
Midas civil软件培训——斜拉桥专题
midas Civil 2010斜拉桥专题Fra bibliotek斜拉桥分析专题
斜拉桥
但是设计人员会发现上述过程中，倒拆分析和正装分析的最终阶段（成桥状态）的结果 是不闭合的。这是因为合拢段在倒拆分析和正装分析时的结构体系差异，导致正装分析时得 到的最终阶段(成桥阶段)的内力与单独做成桥阶段分析(平衡状态分析)的结果有差异。即，
结果>未知荷载系数 利用未知荷载系数功能，可以计算出最小误差范围内的能够满足特定约束条 件的最佳荷载系数，利用这些荷载系数计算拉索初拉力。 指定位移、反力、内力的“0”值以及最大最小值作为约束条件，拉索初拉力作 为变量（未知数）来计算。 计算未知荷载系数适用于线性结构体系，为了计算出最佳的索力，必须要输 入适当的约束条件。
斜拉桥
1)刚性支承连续梁法 刚性支承连续梁法是指成桥状态下，斜拉桥主梁的弯曲内力和刚性支承连续梁的内力状态 一致。因此可以非常容易地根据连续梁的支承反力确定斜拉索的初张力。 2)零位移法 零位移法的出发点是通过索力调整，使成桥状态下主梁和斜拉索的交点的位移为零。对于 采用满堂支架一次落架的斜拉桥体系，其结果与刚性支承连续梁法的结果基本一致。 上述2种方法用于确定主跨和边跨对称的单塔斜拉桥的索力是最为有效的，对于主跨和边 跨几乎对称的3跨斜拉桥次之，对于主跨和边跨的不对称性较大的斜拉桥，几乎失去了作用 （因为这两种方法必然导致比较大的塔根弯矩，失去了索力优化的意义）。 3)倒拆和正装法 倒拆法是斜拉桥安装计算广泛采用的一种方法，通过倒拆、正装交替计算，确定各施工阶 段的安装参数，使结构逐步达到预定的线形和内力状态。
可以改变主梁的受力条件。活载作用下，斜拉索对主梁提供了弹性支承，使主梁相当于弹性支
承的连续梁。由此可见，对于斜拉桥而言，斜拉索的初张力分析是非常重要的。
midasCivil梁格专题培训经典课件
midas Civil
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midas Civil Designer
设计验算： 1Civil计算完，一键可以更新到Civil Designer设计验算平台
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2
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设计验算： 1Civil计算完，一键可以更新到Civil Designer设 计验算平台 2生成荷载组合（承载能力/正常使用/弹性阶段 ）
桥面横向布置
桥面恒载输入
注：
1 根据实际输入桥面布置，对于桥面铺装会自动根据纵梁宽度分配桥面铺装荷载和防撞护栏荷载 2 D为最外侧支座离主梁中心的横向距离，间距为横向各支座的相对距离； 3 定义边界条件，确定纵向固定支座与横向支座的位置
定义活载
钢束输入
注： 1 输入单根腹板钢束，点击自动生成 可以自动分配给相应的纵梁单元 2 方便快捷生成钢束张拉力荷载 3可以通过输入偏心值来定义添加左 右钢束
纵向弯曲 横向弯曲 刚性扭转 扭转变形
纵梁等效抗扭刚度
横向粱格等效抗弯-抗扭刚度
箱梁扭转变形等效
格室畸变
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
剪切变形
虚拟边构件截面刚度
“虚拟”边构件纵梁为悬臂截面特性的一半：
“虚拟”边构件横梁的截面特性按悬臂板平均厚度计算(每米宽):
梁格法建模“烦”点
1.单元数量成倍增加，由只考虑纵梁扩展为考虑纵梁及横梁单元。 2.截面特性不再简单的通过截面形状确定，需要考虑等效刚度问题 。 3.预应力钢束的数量成倍增加。调束的工作量增大，但是可以纵横 梁钢束同时考虑 4.设计验算的单元也是成倍的增加
1
MIDAS-Civil桥梁工程计算培训文稿
三、Midas/Civil 静力分析
算例： 1.盖梁托架力学分析 2.钢管支架力学分析 3.钢围堰力学分析
四、Midas/Civil 建模注意事项小结
1.MIDAS建模前要对要设计或者计算的结构物有大概的了解，对不熟悉的 方案设计前要查阅资料，从网络上或者技术资料库中查找相似的方案熟 悉个大概，同时可以用AutoCAD（或者MIDAS、PROE、UG、Solidworks、 3Dmax等软件）建立3D模型直观了解方案中要涉及到的结构。 2.建模过程中及时将的节点单元等建模元素进行分组，方便后续的建模 操作。
工具条和图标菜单：为了能够快速地导入经常使用的功能，MIDAS/Civil提供 将各项功能形象化了的图标菜单。各图标从属于各种类似功能图标 群的工具条内
一、Midas/Civil 软件介MIDAS/Civil基于对操作状况和输入数据特点的考虑， 可以对单位系进行任意变更或者同时使用几个单位系， 比如，在输入位置时使用“m”的单位，而在输入界面时 可变更为“mm”的单位，另外，可在输入时使用“SI”的 单 位，而在输出分析结果是使用“English”的单位。 对于温度的单位无需另行设定，只要将单位同意后输入 即可。由长度单位和力的单位组合而成的弯矩、应力或弹 性系数等单位，程序会根据长度和力的单位自动地进行组 合。 在设定或变更单位体系时，可以使用工具→单位体系，也 可以使用画面下端的状态条的单位变更功能
一、Midas/Civil 软件介绍及菜单介绍
（二）适用范围：
主要适用于桥梁结构、地下结构、工业建筑、大坝、港口等结构的分析 与设计。 特别是针对桥梁结构，MIDAS/Civil结合国内的规范与习惯，在建模、分 析、后处理、设计等方面提供了很多的便利的功能，目前已为各大公路、铁 路部门的设计院所采用。
Midas Civil培训课件斜交T型梁桥分析与设计
激活
钝化
自重
预应力 -
-
-
-
-
二期
-
-
-
二 建模分析前的准备工作
3.预应力钢束坐标
N1 XZ 0 -0.5 11.96 -1.9 17.96 -1.9 29.92 -0.5
N1 Xy 00 29.92 0
钢束竖弯坐标表
N2
N3
R
X
Z
R
X
Z
R
0
0 -0.95 0 0 -1.5 0
15 9.96 -1.9 30 7.96 -1.9 30
19.76 0 8 21.76 0 8
29.92 0 0 29.92 0 0
二 建模分析前的准备工作
1.力学模型-平面网格
二 建模分析前的准备工作
2.施工阶段信息
步骤名称
结构组
激活
钝化
纵梁1
纵梁2
预制
纵梁3
-
纵梁4
纵梁5
辅助节点
存梁60天
-
-
横梁（0.915）
架设 横梁（2.015） -
横梁（2.032）
二期
-
-
收缩徐变
-
-
边界组
激活
钝化
主主梁与辅
助节点
临时支撑
-
-
-
永久支撑 临时支撑
15 19.96 -1.9 30 21.96 -1.9 30
0 29.92 -0.95 0 29.92 -1.5 0
钢束平弯坐标表
N2
N3
R
XyRXyR
0
000000
0 10.16 0 8 8.16 0 8
迈达斯中弯桥模型地建立
钢筋混凝土板桥（弯桥）概述这个例题介绍使用MIDAS/Civil模拟钢筋混凝土板桥并进行结构分析的方法。
具体步骤如下。
1.打开文件和设定操作环境2.定义材料和截面3.使用节点和单元建模4.输入边界条件5.输入车辆移动荷载和静荷载6.运行结构分析7.查看分析结果结构概况钢筋混凝土板桥的结构概况如图3.1、3.2所示。
图 3.1 板桥的模型1,400单位 : mm(a) 立面图(b) 横截面 图3.2 板桥的尺寸桥台以及桥墩处的边界条件如图3.3所示。
支座点的可移动方向与该点处弯桥的切线方向一致。
图3.3 支承条件单位 : mm50,000设计要求如下：区分: 内容桥梁形式 : 钢筋混凝土板桥桥梁长度 : 15.0 + 20.0 + 15.0 = 50.0 m桥梁宽度 : 8.5 m铺装 : 沥青混凝土铺装 (t=8cm)桥面板 : 钢筋混凝土板 (t=100cm)设计车道 : 2车道弯曲半径 : R=130.0m荷载工况 : 恒荷载活荷载(城-A级车辆荷载、城-A级车道荷载)支座沉降材料 : 30号混凝土容重 : 混凝土沥青混凝土W c = 2.5t/m3W p = 2.3t/m3荷载组合 : 根据规范定义荷载的详细情况如下。
➢ 恒荷载1. 桥面板的自重 : 使用程序的自重输入功能2. 铺装 : 给板单元输入压力荷载 (2.3t/m 3×0.8 = 1.84t/m 2) 3. 栏杆: 给板单元输入压力荷载(1.859t/m 2)对栏杆荷载(图 3.4)的计算方式如下表所示。
图 3.4 栏杆的细部尺寸450单位 :mm 30230 70 120➢活荷载桥宽: 8.5 m桥面净宽: W c = 7.6 m设计车道宽度: 3.6 m·给2车道施加车辆移动荷载(城-A级车辆荷载、城-A级车道荷载)·冲击系数 L ≤ 5m, i = 0.3L ≥ 45m, i = 0活荷载的加载단위:m m1,88,5001,4506001,01,2006001,6004501,800D L24D B244503,0006003,0001,000450单位：mmC-AD(20)C-AL支座沉降这里把因地基沉降而引起的支座沉降量假设为1cm 。
MIDAS-Civil技术培训-斜弯桥
弯桥建模例题
桥梁类型：4跨连续箱梁 桥梁长度：L＝4×30m AutoCAD DXF File 曲线半径：70m 截面类型：单箱单室
在实际支座的顶、底位置分别建立节点，支座底部节点采用一 般支承约束（约束D-ALL），利用弹性连接（一般）来模拟支 座（输入相应方向的刚度值与 Beta角），支座顶节点和主梁节 AutoCAD DXF File 点通过刚性连接来连接。
支座（局部坐标轴）
为了使约束方向与曲梁的切向或径向一致，各支座节点需要定 义节点局部坐标轴。弹性连接模拟支座时，输入相应的Beta角 即可。 DXF File AutoCAD
概述
桥梁设计中，会因为桥 位、线型的因素，而需要将 桥梁做成斜交桥。斜交桥受 力性能较复杂，与正交桥有 很大差别。平面结构计算软 件无法对其进行精确的分析， 限制了此类结构桥型的运用。
受力特点
a) 钝角角隅处出现较大的反力和剪力，锐角角隅 处出现较小的反力，还可能出现翘起。
受力特点
b) 出现很大的扭矩。
受力特点
a) 弯桥在外荷载的 作用下会同时产 生弯矩和扭矩， 并且互相影响。
使梁截面处于弯扭共同 作用的状态，其截面主 拉应力往往比相应的直 梁桥大得多。
受力特点
b) 弯桥在外荷载的作用下，还会出现横向弯矩。
Байду номын сангаас
受力特点
c) 由于弯扭耦合，弯桥的变形比同样跨径直线桥 要大，外边缘的挠度大于内边缘的挠度，而且 曲率半径越小、桥越宽，这一趋势越明显。
d) 弯桥的支点反力与直 线桥相比，有曲线外 侧变大，内侧变小的 倾向，内侧甚至可能 产生负反力，出现梁 体与支座的脱空的现 象。预应力效应对支 反力的分配也有较大 影响。
受力特点
midas Civil Designer 连续梁-弯桥-跟随例题
Civil Designer连续梁-弯桥-跟随例题2014年4月23日北京迈达斯技术有限公司目录一、CDN模型及分析结果导入 (1)二、定义构件 (1)三、项目设计 (2)四、查看结果 (3)五、结果调整—调束 (4)六、结果调整—调筋 (6)七、柱的设计 (8)八、更新模型数据至Civil (9)一、CDN模型及分析结果导入1.运行midas Civil，打开模型“连续梁-弯桥-演示”，点击运行分析（点或者按F5键）；2.点击主菜单PSC（设计）>CDN>创建新项目（或点击创建新项目并执行设计）；3.在CDN中，点击模型>保存，将模型保存以“连续梁-弯桥-演示”保存；Tips：也可以通过Civil>导出模型和分析结果文件导出模型文件*.mct以及分析结果文件*.mrb后，打开midas CDN软件，模型>导入>导入Civil模型和结果文件（*.mct,*.mrb）。
二、定义构件1.点击主菜单模型>自动，选择目标点击全部选择，勾选名称，可以自定义构件的名称，验算位置选择各段，点击确认；（也可以手动定义构件，点击模型>手动，手动选择单元进行构件定义，并定义该构件的名称以及类型，点击确认；或者根据构件的类型进行构件定义，点击模型>类型，选择目标以及类型（梁、柱、基础、任意），点击确认；）Tips：定义构件可以选择三种方式：自动、手动、类型，定义好构件之后可以通过手动方式对已定义好的构件进行重新定义，在左侧工作树中显示定义完成的构件，可勾选是否显示或修改构件名称、类型等等，同时模型以定义完成的构件模式显示。
三、项目设计1.点击主菜单RC/PSC设计>设置，设置“设计参数”“验算选项”，验算选项部分勾选全选，该菜单整合了RC和PSC设计参数，以及按规范要求的验算选项；2.点击RC/PSC设计>生成，将Civil中的荷载组合完全导入至CDN中，同时，按承载能力、正常使用、弹性阶段优化荷载组合分类；（如未导入荷载组合，亦可点击自动生成，选择设计规范，自动生成荷载组合）3．点击RC/PSC设计>运行，选择目标完成设计；Tips:在初次设计时，也可以进行“一键设计”，无需定义构件，默认按每个单元即是一个构件进行快速设计，直接点击“RC/PSC>运行”即可;如果需要修改构件的设计参数，点击RC/PSC设计>参数。
midas关于斜弯桥
midas关于斜弯桥-柔性梁格法如果解决实际问题的方面，介绍的都不是很详细，在此希望能通过此论题的开始，起到抛砖引玉的作用，一方面为困惑的设计人员深入了解，另一方面彼此交流互相提高弯桥的设计水平。
目前解决曲线桥梁计算方法有以下几种：1、空间梁元模型法2、空间薄壁箱梁元模型法3、空间梁格模型法4、实体、板壳元模型法第一种方法，是不能考虑桥梁的横向效应的，使用时要求桥梁的宽跨比不易太大。
第二种方法，是第一种方法的改进，主要区别是采用了不同的单元模型，考虑了横向作用如翘曲和畸变。
第四种方法，是解决问题最有效的方法，能够考虑各种结构受力问题。
第三种方法，是目前设计及科研中常采用的方法，其特点是容易掌握，且对设计能保证足够的精度，其中采用比较多的方法是剪力-柔性梁格法，能充分考虑弯桥横向的受力特性。
弯桥的受力特性如下：弯桥由于弯扭耦合现象的存在，其应力和变形不再仅仅是弯矩单独的影响，这样使得外梁弯曲应力大于内梁的弯曲应力，外梁的挠度大于内梁的挠度。
一般不主张采用加大外腹板高度的箱梁截面形式来改善受力特性。
剪力-柔性梁格法的原理是当梁格节点与结构重合的点承受相同挠度和转角时，由梁格产生的内力局部静力等效与结构的内力。
其实质是将传统的一维杆单元计算模式推进到二维计算模型，用一个二维的空间网格来模拟结构的受力特性有了以上的理论知识后便可以开始弯桥的设计，步骤如下：1、截面尺寸的拟订2、模型的划分3、模型特性的计算4、结果整理，并根据内力输出结果配筋5、检算各项设计指标：设置预偏心，支承反力的调整应力、挠度、裂缝宽度、斜截面承载力检算、抗扭检算等。
现以一三跨曲线梁桥为例说明以上的设计过程。
跨径20m+25m+20m;梁高1.6m，端横梁宽1.0m,中横梁宽度均为2.0m桥面宽为：净8+2x0.5m(防撞栏)；双支座径向距离5.0m,单支座设在横梁中心，曲线半径50.0m,其截面形式如下：目前弯梁桥在现代化的公路及城市道路立交中的数量逐年增加，应用已非常普遍。
Midas Civil培训课件01-Civil805+演示PPT
桥梁工程:
桥梁领域所有桥型 梁桥（预应力钢筋混凝土或钢筋混凝土空心板、T梁、 小箱梁、箱梁以及钢箱梁） 拱桥（混凝土、钢以及钢-混凝土组合截面） 刚构桥（T型刚构、连续刚构、刚构-连续组合体系） 斜拉桥、吊桥（悬索桥）
施工阶段分析： 可模拟悬臂法、顶推法、移动支架法、满堂支架法施工
地下结构： 箱涵、地铁、通信电缆管道、上下水处理设施、隧道
Stage 13
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软件功能介绍 / 前处理
桥梁结构通用有限元分析与设计软件
梁格法建模助手
改善单梁模型在计算反力、扭转、斜桥模型中的局限性
▪ 命令位置：模型> 建模助手 > 梁格法建模助手
单箱多室预应力箱梁桥
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梁格法输入窗口
Microsoft EXCEL
梁格法模型
特色2：建模的便捷性
一、多种输入方法
➢ 菜单输入方法 ➢ 文本输入方法格式建模方法（mct） ➢ 表格输入方法(与EXCEL互换) ➢ 导入DXF文件和其他程序文件 MCT自身文本文件、AutoCAD DXF、SAP90、SAP2000、 STAAD等数据文件……
桥梁结构通用有限元分析与设计软件
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★ 铁路桥涵设计基本规范（TB 10002.1-2005） ★ 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB 10002.3-2005） ★ 铁路工程抗震设计规范（GB 50111-2006） ★ 地铁设计规范（GB 50157-2003） ★ 京沪高速铁路设计暂行规定（铁建设 2003） ★ 铁路工程抗震设计规范（GBJ 111-87）
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★ 城市桥梁设计荷载标准（CJJ 77-98） ★ 城市桥梁设计规范（CJJ 11-2011） ★ 城市桥梁抗震设计规范（CJJ 166-2011）
MIDAS计算弯桥及汽车荷载方法
MIDAS计算弯桥及汽车荷载方法对于弯桥，可以把它简化为单根曲梁、平面梁格计算，也可以用实体单元、板单元计算。
单根曲梁模型。
优点：简单，缺点：几乎所有类型的梁单元都有刚性截面假定、因而不能考虑桥梁横截面的畸变，总体精度较低。
梁格法。
优点：可以直接输出各主梁的内力，便于利用规范进行强度验算，整体精度能满足设计要求。
缺点：它对原结构进行了面目全非的简化，大量几何参数要预先计算准备，如果由计算者手工准备，不仅工作量大，而且人为偏差较难避免。
实体单元、板单元模型。
优点：与实际模型最接近，不需要计算横截面的形心、剪力中心、翼板有效宽度，截面的畸变、翘曲自动考虑；缺点：输出的是梁横截面上若干点的应力，不能直接用于强度计算；不能直接考虑预应力问题。
1 建模以直代曲，划分的单元越多，精度越高。
2 自重梁单元内外侧长度不等造成的扭矩，可通过施加偏心均布荷载或均布扭矩来调整。
3 汽车荷载计算依据规范，按静荷载修正的方法计算。
4 车道定义车道(板单元定义车道面)，车道的横向布置需由用户定义。
最好按偏载定义各车道位置，多车道的横向折减系数由程序自动计算。
程序不能自动考虑汽车荷载的纵向折减，当跨径大于150m时，用户应在定义移动荷载分析子荷载工况时，在系数中自行输入纵向折减系数。
5 注意a. 在定义车道中输入的跨度的用途有两个: 一个是程序根据输入的值按JTGD60-2004的4.3.1条自动选择公路-I级荷载Pk值、按4.3.5自动选择人群荷载标准值；二是用于计算冲击系数，当用户在分析>移动荷载分析控制中选择按输入的跨度计算冲击系数时，将按在定义车道时输入的跨度计算冲击。
b. 在定义车道时，选择跨度实始点的用途: 当用户在分析>移动荷载分析控制中选择按影响线加载长度计算冲击时，程序将根据跨度始点间的距离计算冲击。
6 连续梁桥的各跨跨度不同时，程序自动按在定义车道时输入的各跨跨度中最大值选用Pk值(偏于安全)。
MIDAS-Civil技术培训-斜弯桥
预应力钢束
任意线型的曲线桥可以当作是直桥来输入 钢束形状。将坐标轴类型选择“曲线” 或“单元”即可。
自重
梁单元内外侧长度不等造成的扭矩，可通过施加偏心均布荷载 或均布扭矩来调整。
离心力
首先进行一般的移动荷载分析，利用移动荷载追踪器获得最不 利加载位置。按照规范计算离心力系数，将其与最不利荷载相 乘，再除以1+u（离心力不考虑冲击系数）。然后用梁单元荷 载施加即可。
受力特点 弯桥在外荷载的作用下，还会出现横向弯矩。
受力特点
由于弯扭耦合，弯桥的变形比同样跨径直线 桥要大，外边缘的挠度大于内边缘的挠度， 而且曲率半径越小、桥越宽，这一趋势越 明d) 显弯桥。的支点反力与直
线桥相比，有曲线外 侧变大，内侧变小的 倾向，内侧甚至可能 产生负反力，出现梁 体与支座的脱空的现 象。预应力效应对支 反力的分配也有较大 影响。
概述
桥梁设计中，会 因为桥位、线型的因 素，而需要将桥梁做 成斜交桥。斜交桥受 力性能较复杂，与正 交桥有很大差别。平 面结构计算软件无法 对其进行精确的分析，
受力特点 钝角角隅处出现较大的反力和剪力，锐角角
隅处出现较小的反力，还可能出现翘起。
受力特点 出现很大的扭矩。
受力特点 板边缘或边梁最大弯矩向钝角方向靠拢。
建模方法（Civil程序中建立）
AutoCAD DXF File
支座（单、双）
在实际支座位置建立节点，定义该节点的节点局部坐标，保证 约束方向与曲梁的切向或径向一致，利用弹性连接（刚性）连接
A支ut座oC节A点D 与DX主F梁F节ile点，然后利用一般支承来定义支座节点的约 束条件。
支座（多支座模拟）
斜交斜梁交格板
正正交交板梁格
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6
01-斜桥
斜交梁格
建模方法
对斜交桥梁多用梁格方 法建立模型。（斜交梁格 与正交梁格） 斜交角度小于20度时， 使用斜交梁格是非常方便 的。但是对于大角度的斜 交桥，根据它的荷载传递 特性，建议选用正交梁格， 而且配筋时也尽量向正交 方向配筋。
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正交梁格
02-弯桥
概述
弯梁桥在现代化的公路及城 市道路立交中的数量逐年增加， 应用已非常普遍。尤其在互通 式立交的匝道桥设计中应用更 为广泛。 目前出现了很多小半径的曲 线梁桥，特别是匝道桥梁更是 如此。此类桥梁具有斜、弯、 坡、异形等特点，给桥梁的线 型设计和构造处理带来很大困 难。
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02-弯桥 受力特点
a) 弯桥在外荷载的作用下 会同时产生弯矩和扭矩， 并且互相影响。
使梁截面处于弯扭共同 作用的状态，其截面主 拉应力往往比相应的直 梁桥大得多。
9
02-弯桥
受力特点
b) 弯桥在外荷载的作用下，还会出现横向弯矩。
10
02-弯桥 受力特点
c) 由于弯扭耦合，弯桥的变形比同样跨径直线桥要大，外边 缘的挠度大于内边缘的挠度，而且曲率半径越小、桥越宽， 这一趋势越明显。2202-弯桥离心力
首先进行一般的移动荷载分析，利用移动荷载追踪器 获得最不利加载位置。按照规范计算离心力系数， 将其与最不利荷载相乘，再除以1+u（离心力不考虑 冲击系数）。然后用梁单元荷载施加即可。
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02-弯桥
弯桥建模例题
桥梁类型：4跨连续箱梁 桥梁长度：L＝4×30m AutoCAD DXF File 曲线半径：70m 截面类型：单箱单室
1
01-斜桥
概述
桥梁设计中，会因为桥位、 线型的因素，而需要将桥梁做 成斜交桥。斜交桥受力性能较 复杂，与正交桥有很大差别。 平面结构计算软件无法对其进 行精确的分析，限制了此类结 构桥型的运用。
2
01-斜桥
受力特点
a) 钝角角隅处出现较大的反力和剪力，锐角角隅处出现较小 的反力，还可能出现翘起。
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02-弯桥 一些措施
桥跨中间设置一些横隔板，提高桥梁的稳定性。 设置偏心支座或非对称预应力钢筋，尽可能改善弯梁 的受扭状态。
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02-弯桥
建模方法
对于弯桥，可以把它简 化为单根曲梁、平面梁格 计算，也可以用实体单元、 板单元计算。
梁格模型
单梁模型
实体单元
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02-弯桥
建模方法（导入CAD图）
为了使约束方向与曲梁的切向或径向一致，各支座节点需要定 义节点局部坐标轴。弹性连接模拟支座时，输入相应的Beta角 即可。 DXF File AutoCAD
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02-弯桥
预应力钢束
任意线型的曲线桥可以当作是直桥来输入 钢束形状。将坐标轴类型选择“曲线” 或“单元”即可。
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02-弯桥
自重
梁单元内外侧长度不等造成的扭矩，可通过施加偏心均布荷载 或均布扭矩来调整。
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02-弯桥
支座（多支座模拟）
在实际支座的顶、底位置分别建立节点，支座底部节点采用一 般支承约束（约束D-ALL），利用弹性连接（一般）来模拟支 座（输入相应方向的刚度值与 Beta角），支座顶节点和主梁节 AutoCAD DXF File 点通过刚性连接来连接。
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02-弯桥
支座（局部坐标轴）
d) 弯桥的支点反力与直 线桥相比，有曲线外 侧变大，内侧变小的 倾向，内侧甚至可能 产生负反力，出现梁 体与支座的脱空的现 象。预应力效应对支 反力的分配也有较大 影响。
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02-弯桥
受力特点
e) 因内、外侧反力的不同，也会使各墩柱所受竖向力出 现较大差异。下部结构除了承受移动荷载制动力、温 度变化引起的内力、地震力等外，还承受离心力产生 的径向力等。
AutoCAD DXF File
MIDAS/Civil MCB File
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02-弯桥
建模方法（Civil程序中建立）
AutoCAD DXF File
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02-弯桥
支座（单、双）
在实际支座位置建立节点，定义该节点的节点局部坐标，保证 约束方向与曲梁的切向或径向一致，利用弹性连接（刚性）连接 支座节点与主梁节点，然后利用一般支承来定义支座节点的约 AutoCAD DXF File 束条件。
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01-斜桥
受力特点
b) 出现很大的扭矩。
4
01-斜桥
受力特点
c) 板边缘或边梁最大弯矩向钝角方向靠拢。
斜交梁格 斜交板
正交板 正交梁格
5
01-斜桥
受力特点
这些效应的大小与斜交角度大小也有很大的 关系，斜交角度越大，上述效应就越大。一般来 说斜交角度小于20度时，对于简支斜交桥的上 述影响可以忽略。如果斜交角度超过20度就必 须考虑上述效应的影响。 设计人员还应根据实际情况，找出适当的处 理方案。
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02-弯桥 受力特点
根据以上受力特点，对于弯桥，在结构设计中，应对 其进行全面的整体的空间受力计算分析，只采用横向分 布等简化计算方法，不能满足设计要求。 必须对纵向弯曲、扭转作用下，结合自重、预应力和 汽车活载等荷载进行详细的受力分析，充分考虑其结构 的空间受力特点才能得到安全可靠的结构设计。
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斜桥与弯桥
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