midas建模计算(预应力混凝土连续箱
迈达斯-预应力混凝土连续箱梁的分析与设计
模型>单元> 扩展单元
全选
扩展类型>节点 Æ线单元
单元类型>梁单元 ; 材料>1:C50 ; 截面> 1: span
生成形式>复制和移动
复制和移动>等间距>dx,dy,dz>(2, 0, 0)
复制次数>(60) ↵
模型>单元>复制和移动
单选 (节点:31)
等间距>dx,dy,dz>(0,0,-7.13)
移动荷载 适用规范：公路工程技术标准(JTG B01-2003) 荷载种类：公路I级，车道荷载，即CH-CD
5
MIDAS Information Technology（Beijing） Co., Ltd
设置操作环境
打开新文件( 新项目)，以 ‘PSC Beam’ 为名保存( 保存)。 将单位设置为 ‘KN’和‘m’。该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。
恒荷载 钢束特性和形状 钢束预应力荷载 5. 定义施工阶段 6. 输入移动荷载数据 定义车道 定义车辆 移动荷载工况 7. 运行结构分析 8. 查看分析结果 9. PSC设计 PSC设计参数确定 运行设计 查看设计结果 10．横向分析 11．任意截面导入
4
MIDAS Information Technology（Beijing） Co., Ltd
使用的材料及其容许应力
混凝土 采用JTG04（RC）规范的C50混凝土
钢材 采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860
荷载
恒荷载 自重 在程序中按自重输入
预应力 钢束1 (φ15.2 mm×31) 截面面积: Au = 4340 mm^2 孔道直径: 130 mm 钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛) 超张拉(开) 预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/mm) 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值: 开始点:6mm 结束点:6mm 张拉力:抗拉强度标准值的75% 钢束2 (φ15.2 mm×31) 截面面积：277.4 mm^2 孔道直径 20mm 钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)
Midas预应力混凝土连续箱梁分析算例课件
MIDAS软件是一款功能强大的有限元 分析软件，可以对预应力混凝土连续 箱梁进行精确的建模和分析，为桥梁 设计提供可靠的技术支持。
预应力混凝土连续箱梁的设计和施工 需要综合考虑多种因素，包括结构形 式、材料特性、施工方法等，以确保 桥梁的安全性和经济性。
展望
随着科技的不断进步和工程实 践的积累，预应力混凝土连续 箱梁的设计和施工将不断得到
预应力体系
通过在混凝土浇筑前施加 预压应力，改善了结构的 受力性能，提高了梁的承 载能力和稳定性。
横向联系
连续箱梁采用横隔板和横 梁等横向联系构件，确保 了结构的整体稳定性。
预应力混凝土连续箱梁的设计原理
力学分析
根据结构力学原理，对连 续箱梁进行受力分析，确 定各截面的弯矩、剪力和 扭矩等。
预应力设计
特殊情况处理
针对模型中可能出现的特殊情况， 如施工阶段、预应力张拉等，说明 处理方法。
计算结果分析
01
02
03
04
变形分析
分析模型在受力后的变形情况 ，包括挠度、转角等。
应力分析
分析模型中的应力分布和大小 ，包括正应力和剪应力。
预应力张拉分析
针对预应力张拉的情况，分析 张拉后的应力分布和损失。
结果对比
优化和完善。
未来可以进一步研究新型材料 和结构形式在预应力混凝土连 续箱梁中的应用，以提高桥梁
的性能和耐久性。
有限元分析软件的功能和精度 将不断提升，为预应力混凝土 连续箱梁的分析和设计提供更 加可靠的技术支持。
未来可以通过加强科研合作和 技术交流，推动预应力混凝土 连续箱梁领域的创新和发展， 为我国桥梁事业的发展做出更 大的贡献。
05 参考文献
CHAPTER
midas例题演示(预应力砼连续梁)
完成建模和定义施工阶段后，在施工阶段分析选项中选择是否考虑材料的时
间依存特性和弹性收缩引起的钢束应力损失，并指定分析徐变时的收敛
条件和迭代次数。
2
④ 时间依存效果 ⑤ 徐变 和收缩 (开) ; 类型
>徐变和收缩⑥ 源自变分析时得收敛把握 ⑦ 迭代次数 ( 5 ) ; 收敛误
4
)
5
② 模型 /边界条件 / 一般支
撑
③ 单项选择(节点 : 1)
2
④ 边界组名称>B-G1
⑤ 选择>添加
⑥ 支撑条件类型> Dy, Dz,
6
Rx (开)
⑦ 同上操作
⑧ 单项选择 (节点 : 16) ⑨ 边界组名称>B-G1 ⑩ 选择>添加 ⑪ 支撑条件类型>Dx, Dy,
Dz, Rx (开) ⑫ 单项选择 (节点 : 31) ⑬ 边界组名称>B-G2 ⑭ 选择>添加 ⑮ 支撑条件类型> Dy, Dz,
5 6
7 8
9
步骤 3.1 定义构造组
操作步骤 ① 模型>组>定义构造租 ② 定义构造组>名称( S-G )
; 后缀 ( 1to2 ) ③ 定义构造组>名称 ( All ) ④ 单元号显示 (on) ⑤ 窗口选择 (单元 : 1 to
18)
3
⑥ 组>构造组>S_G1 (拖& 放)
⑦ 同上操作 ⑧ 窗口选择 (单元 : 19 to
(N, R)
⑦ 开头收缩时的混凝土材龄
(3)
23 45 67
步骤 2.3 定义材料的时间依存性并连接
操作步骤 ① 模型 / 材料和截面特性 /
Midas预应力混凝土连续箱梁分析算例课件
结构建模助手截和钢筋表单数据的保存和打开 41
将定义好的表单数据 予以保存，点击
另存为…按钮 以便后用
将原先保存的数据 重新打开，以借鉴 已有的经验，减少 重复工作
结构建模助手的文件 后缀为wzd
Fluid Mechanics and Machinery
跨度信息
确定桥梁的跨度信息：端部支点、 22 内部支承的数量及位置、跨经等
分配单元>经由选择的：在模型窗口 中选择单元；号：直接输入单元号
模型窗口选择单元或直接输入单元 号以后，点击 添加/替换按钮，梁 单元的单元号、单元长度、支承位 置信息将会以表格的形式列出。
如果被选单元的i端有一般支承 条件，支承一栏会显示I。被选 单元不是一般支承条件而是其 它的边界条件时，就需用户在 相应位置（I/J）中选择一项来 补充支承一栏的信息
为边界条件建立三个边界节点
19
选择节点31，这是跨中节点
将节点31复制到z=-7.13m处，生成节点62
Fluid Mechanics and Machinery 流 体 力 学 与 流 体 机 械
为边界条件建立三个边界节点
20
选择节点1，61； 这是两端节点
将所选节点复制到z=-2.7m处， 生成节点63,64
这里介绍纵向钢筋表单
定义钢筋纵向布置的起始和终 止位置，定义钢筋横向布置的 数量、直径和间距
Fluid Mechanics and Machinery 流 体 力 学 与 流 体 机 械
纵向钢筋布置的控制参数
39
梁名称：选择在跨度信息里定义好的梁。 如果先前没有定义好梁，点击右侧[…]按钮来定义新的梁
迈达斯-预应力混凝土连续箱梁的分析与设计
桥梁概况及一般截面
分析模型为一个两跨连续梁，分为两个阶段来施工。
桥梁形式：两跨连续的预应力混凝土梁 桥梁长度：L = 60@2 = 120.0 m
材料： 混凝土 钢材
采用JTG04（RC）规范的C50混凝土 采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860
截面：
600 2.000 1.050 1.750
模型>单元> 扩展单元
全选
扩展类型>节点 Æ线单元
单元类型>梁单元 ; 材料>1:C50 ; 截面> 1: span
生成形式>复制和移动
复制和移动>等间距>dx,dy,dz>(2, 0, 0)
复制次数>(60) ↵
模型>单元>复制和移动
单选 (节点:31)
等间距>dx,dy,dz>(0,0,-7.13)
MIDAS Information Technology（Beijing） Co., Ltd
概要
本例题使用一个简单的预应力混凝土两跨连续梁箱模型（图1）来重点介 绍MIDAS/Civil 2006 软件的新增功能，PSC桥梁建模助手、横向分析、任意 截面显示等的输入方法。
图1. 分析模型
2
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单选 (节点:1,61)
等间距>dx,dy,dz>(0,0,-2.7)
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PSC桥梁
图7. 建立几何模型
图4. 定义材料对话框
16-Midas Civil应用—变截面预应力连续箱梁
01Midas Civil应用—变截面预应力连续箱梁1、三跨预应力混凝土连续箱梁建模及分析(1)基本概况一座三跨预应力混凝土连续箱梁桥桥梁长度：L=30m+50m+30m=110m，为钢筋混凝土结构；预应力布置形式：T构部分配置顶板预应力，边跨配置底板预应力。
材料特性混凝土：主梁采用C50混凝土，桥墩C40混凝土；钢材：预应力采用“Strand1860”；荷载：自重，程序自动计算；恒荷载：自重；预应力：钢束(φs15.2mm×37)；截面积：Au=5180mm2，孔道直径：80mm；预应力与管道摩擦系数：0.17；张拉控制应力：1395MPa；移动荷载：适用规范：公路工程技术标准(JTG B01-2003)荷载种类：公路I级，车道荷载，即CH-CD。
(2)Midas Civil 连续梁桥分析步骤三跨预应力混凝土连续箱梁分析步骤如下：①设置操作环境及项目信息②定义材料和截面③建立结构三维模型④输入静力荷载⑤输入移动荷载数据⑥输入荷载组合⑦运行结构分析⑧查看分析结果(3)设置操作环境及项目信息打开【工具】/【单位系】/将单位体系设为KN，mm。
该单位可以根据输入数据的种类任意转换。
打开【文件】 /【项目信息】/完善基本信息。
(4)定义材料和截面。
打开【特性】/【截面特性值】/【截面】/【添加】/【设计截面】/【截面类型：单箱单室】，截面号：1，名称：跨中；定义PSC截面钢筋。
打开【特性】/【截面特性值】/【截面管理器】/【钢筋】；添加纵向钢筋：1、类型直线，板顶，Z:0.06m，数量65根，间距0.14m，直径：φ16mm；2、类型直线，板底，Z:0.06m，数量33根，间距0.15m，直径：φ16mm；抗剪钢筋：两端i、j钢筋相同，弯起钢筋（间距1.5m，角度45°，Asb：0.0005㎡）；抗扭钢筋（间距：0.2m，箍筋Asv1：0.0004㎡，纵筋Ast：0.002㎡）；抗剪箍筋（间距：0.2，Asv：0.0008㎡），计算箍筋内表面包围的截面核芯面积（打开），保护层厚度：0.05m，包括翼缘和悬臂。
midas计算预应力连续刚构桥梁工程课程设计
预应力混凝土连续刚构桥结构设计书1.结构总体布置本部分结构设计所取计算模型为三跨变截面连续箱梁桥，根据设计要求确定桥梁的分孔，主跨长度为80m，取边跨46m，边主跨之比为0.575。
设计该桥为三跨的预应力混凝土连续梁桥（46m+80m+460m），桥梁全长为172m。
大桥桥面采用双幅分离式桥面，单幅桥面净宽20m （4X3.75行车道+1m左侧路肩+3.0m右侧路肩人行道+2X0.5m防撞护栏），两幅桥面之间的距离为1m，按高速公路设计，行程速度100Km/h。
桥墩采用单墩，断面为长方形，长14米，宽3.5米，高25米。
上部结构桥面和下部结构桥墩均采用C50混凝土，预应力钢束采用Strand1860钢材。
桥梁基本数据如下：桥梁类型 : 三跨预应力箱型连续梁桥(FCM)桥梁长度 : L =46 + 80 + 46 = 172 m桥梁宽度 : B = 20 m (单向4车道)斜交角度 : 90˚(正桥)桥梁正视图桥梁轴测图2．箱梁设计主桥箱梁设计为单箱单室断面，箱梁顶板宽20m，底板宽14m，支点处梁高为h支= (1/15 ~ 1/18)L中= 4.44 ~5.33m，取h支=5.0m，高跨比为1/16，跨中梁高为h中= (1/1.5~1/2.5) h 支= 2~ 3.33m，取h中=2.30m，其间梁底下缘按二次抛物线曲线变化。
箱梁顶板厚为27.5cm。
底板厚根部为54cm，跨中为27cm，其间分段按直线变化，边跨支点处为80cm，腹板厚度为80cm 具体尺寸如下图所示：箱梁断面图连续梁由两个托架浇筑的墩顶0号梁段、在两个主墩上按“T构”用挂篮分段对称悬臂浇筑的梁端、吊架上浇筑的跨中合拢梁段及落地支架上浇筑的边跨现浇梁段组成， 0号梁段长2m ，两个“T构”的悬臂各分为9段梁段，累计悬臂总长38m 。
全桥共有一个2m 长的主跨跨中合拢梁段和两个2m 长的边跨合拢梁段。
两个边跨现浇梁段各长4m ，梁高相同。
【施工技术】混凝土预应力连续箱梁施工阶段工况分析(迈达斯建模实例)
混凝土预应力连续箱梁施工阶段工况分析(迈达斯建模实例)对超静定的桥梁其施工方法、顺序以及过程往往决定其成桥的内力，而我国桥梁规范中配筋是按内力进行的，所以桥梁的施工阶段分析是极其重要的。
预应力混凝土连续梁的施工过程中会发生体系转换，施工过程中临时墩、临时拉索等临时结构的设置与拆除、上部结构和桥墩的支承条件的变化对结构的内力和位移会产生非常大的影响。
另外施工过程中随着混凝土材料的材龄发生变化构件的弹性模量和强度也会发生变化。
混凝土徐变、收缩，预应力钢束的松弛等都会引起结构内力的重分配并对位移产生影响。
桥梁的最不利应力有可能发生在施工过程中，所以除了对桥梁的成桥阶段进行验算外，对桥梁的施工过程也应进行承载力验算。
一、工程简介某铁路梁桥为（40m+64m+40m）单线预应力混凝土连续梁桥。
结构形式为3跨预应力混凝土连续箱梁，桥梁全长145.2m，中支点处梁高5.2m，跨中3.2m,直线段高为3.2m。
梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端距离0.75m。
箱梁采用单箱单室、变截面、变高度结构。
箱梁顶面宽4.9m，箱梁底面宽4m，顶板厚度除梁端附近外均为35cm；底板由跨中的30cm，按二次抛物线变化至根部70cm；腹板由40cm至60cm，按折线变化。
箱梁采用C50高性能混凝土。
预应力钢绞线采用抗拉强度标准值为f pk=1860MPa、弹公称直径为Φj15.20mm高强度、低松弛钢绞线。
桥梁的分段情况如图1所示，跨中及墩顶标准截面如图2所示，施工大致顺序为：下部结构→安装墩旁施工支架，安装主墩处永久支座、临时固结措施→在支架上现浇0号块→张拉0号块预应力→在0号块上拼装挂篮→浇筑1号块→张拉1号块预应力→移动挂篮……浇筑7号块，同时搭设并预压边跨现浇支架→张拉7号块预应力→拆除边跨现浇支架上的压重，浇筑边跨段混凝土，拆除所有挂篮→搭建边跨合龙吊架，同时加用水箱做的压重，中跨合龙段同步施加相应的压重→安装合龙段劲性骨架→浇筑边跨合龙段混凝土，同时卸载边跨相当于混凝土重量的压重→张拉边跨合龙钢束→拆除边跨现浇支架及边跨吊架，卸掉中跨合龙段的部分压重，每侧留下相当于中跨合龙段重量一半的压重→拆除墩顶临时固结措施→安装中跨合龙段吊架，安装中跨合龙段劲性骨架→浇筑中跨合龙段混凝土，同时卸载压重→张拉剩余预应力→拆除中跨合龙段吊架→施工桥面及其它附属设施。
Midas例题(梁格法)：预应力混凝土连续T梁桥的分析与设计
图4. 单位体系设定 4-10
定义材料和截面特性
同时定义多种材料
特性时，使用 键可以连续输入。
定义结构所使用的混凝土和钢束的材料特性。
模型 / 材料和截面特性 / 材料 类型>混凝土 ; 规范> JTG04（RC） 数据库> C50
名称(Strand1860 ) ; 类型>钢材 ; 规范> JTG04（S） 数据库> Strand1860
40.15 0
0.12
40
钢束8
2t1-3 55.85
0
0.12
0
63.45 0
0.96
0
64.55 0
1.36
40 正弯矩
72.15 0
0.17
40
钢束7 3t1-2 88.4
0
0.17
0
96
0
1.36
0
24 -0.62 1.825
12t1-1
40 正弯矩
40 -0.62 1.825
40 钢束9
24 0.62 1.825
12t1-2
0
40 0.62 1.825
负弯矩
56
钢束10 23t1-2 72
0.62 1.825 0.62 1.825
钢束 类型 R 0 40 正弯矩 40 钢束8 0 0 40 正弯矩 40 钢束7 0 0 40 正弯矩 40 钢束9 0 0 40 正弯矩 40 钢束8 0 负弯矩 钢束10
负弯矩 钢束10
为了说明采用梁格法分析一般梁桥结构的分析步骤，本例题采用了一个比较简单的分 析模型——一座由五片预应力T梁组成的3×32m桥梁结构，每片梁宽2.5m。桥梁的基本数 据取自实际结构但和实际结构有所不同。
midas建模计算（预应力混凝土连续箱
midas建模计算（预应力混凝土连续箱纵向计算模型的建立1.设置操作环境1.1打开新项目，输入文件名称，保存文件1.2在工具-单位体系中将单位体系设置为“m”,“KN”,“kj”和“摄氏”。
2．材料与截面定义2.1材料定义右键-材料和截面特性-材料。
C50材料定义如下图所示。
需定义四种材料：主梁采用C50混凝土，立柱、盖梁及桥头搭板采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。
预应力钢绞线采用1860级高强低松弛s15.24钢绞线。
钢绞线定义时，设计类型：钢材；规范：JTG04（S）；数据库：strand 1860,名称：预应力钢筋2.2截面定义2.2.1利用SPC（截面特性值计算器）计算截面信息（1）在CAD中x-y平面内，以mm为单位绘制主梁所有的控制截面，以DXF格式保存文件；绘图时注意每个截面必须是闭合的，不能存在重复的线段，并且对于组成变截面组的线段，其组成线段的个数应保持一致。
（2）在midas工具中打开截面特性计算器（SPC），在T ools-Setting中将单位设置为“KN”和“mm”；（3）从File-Import-Autocad DXF导入DXF截面；（4）从Model-Section-Generate中选择“Type-Plane”；不勾选“Merge Straight Lines”前面的复选框；Name-根据截面所在位置定义不同的截面名称从而生成截面信息；（5）在Property-Calculate Section Property 中设置划分网格的大小和精度，然后计算各截面特性；（6）从File-Export-MIDAS Section File导出截面特性文件，指定文件目录和名字，以备使用。
2.2.2建立模型截面（1）右键-材料和截面特性-截面-添加-设计截面，选择设计用数值截面。
单击“截面数据”选择“从SPC导入”，选择刚导出的截面特性文件，并输入相应的设计参数。
注意：若要结合规范进行PSC设计，在定义截面的时候，需要选择“设计截面”中进行定义，同时对于截面中的“剪切验算位置”及“验算用腹板厚度”需要定义，否则会提示“PSC设计数据失败”。
midas建模计算(预应力混凝土连续箱梁桥教学文案
纵向计算模型的建立1.设置操作环境1.1打开新项目，输入文件名称，保存文件1.2在工具-单位体系中将单位体系设置为“m”,“KN”,“kj”和“摄氏”。
2．材料与截面定义2.1 材料定义右键-材料和截面特性-材料。
C50材料定义如下图所示。
需定义四种材料：主梁采用C50混凝土，立柱、盖梁及桥头搭板采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。
预应力钢绞线采用1860级高强低松弛s 15.24钢绞线。
钢绞线定义时，设计类型：钢材；规范：JTG04（S）；数据库：strand 1860,名称：预应力钢筋2.2 截面定义2.2.1 利用SPC（截面特性值计算器）计算截面信息（1）在CAD中x-y平面内，以mm为单位绘制主梁所有的控制截面，以DXF 格式保存文件；绘图时注意每个截面必须是闭合的，不能存在重复的线段，并且对于组成变截面组的线段，其组成线段的个数应保持一致。
（2）在midas工具中打开截面特性计算器（SPC），在Tools-Setting中将单位设置为“KN”和“mm”；（3）从File-Import-Autocad DXF导入DXF截面；（4）从Model-Section-Generate中选择“Type-Plane”；不勾选“Merge Straight Lines”前面的复选框；Name-根据截面所在位置定义不同的截面名称从而生成截面信息；（5）在Property-Calculate Section Property 中设置划分网格的大小和精度，然后计算各截面特性；（6）从File-Export-MIDAS Section File 导出截面特性文件，指定文件目录和名字，以备使用。
2.2.2 建立模型截面（1） 右键-材料和截面特性-截面-添加-设计截面，选择设计用数值截面。
单击“截面数据”选择“从SPC 导入”，选择刚导出的截面特性文件，并输入相应的设计参数。
注意：若要结合规范进行PSC 设计，在定义截面的时候，需要选择“设计截面”中进行定义，同时对于截面中的“剪切验算位置”及“验算用腹板厚度”需要定义，否则会提示“PSC 设计数据失败”。
预应力混凝土连续箱梁桥设计计算
预应力混凝土连续箱梁桥设计计算本设计采用预应力混凝土连续钢构桥，跨径布置为90m+160m+90m，双向四车道；主梁为变截面单箱单室箱型梁，墩顶处梁高9m，跨中梁高3.5m，梁底曲线选用半径为58818.1cm的圆曲线变化；采用挂篮悬臂浇筑施工。
本文主要阐述了该桥的上部结构的设计和使用midas的建模过程。
首先对主桥进行总体结构设计，拟定上部结构尺寸，然后使用midas软件建模，对连续梁桥进行有限元分析，进行施工过程模拟，最后进行成桥后的活载下分析以及按照规范进行荷载组合计算。
关键词：预应力混凝土变截面连续刚构桥，MIDAS软件，挂篮悬臂浇筑施工，施工过程分析第一章桥梁概况1.1桥梁构造大桥为90m+160m+90m的三跨预应力混凝土变截面连续刚构桥，主桥全长340m，另有两跨35m的引桥，全长410m。
桥墩采用双薄壁墩，墩高55.8m，单薄壁厚3.3m，双壁中距9.7m。
基础均为桩基础。
桥台为重力式桥台。
总体布置如图1-1所示。
图1.1 桥位布置图大桥主梁采用单箱单室截面，其他各项尺寸如下：1.1.1主跨径的拟定主跨径定为160，边跨采用0.562倍的中跨径，即90 。
桥梁全长为90+160+90=340m 。
1.1.2 顺桥向梁的尺寸拟定1) 墩顶处梁高：根据规范，梁高为(1/12～1/21)L，取L/17.6,即9 m。
2) 跨中梁高：根据对比国内已建成的相似桥梁取为3.5m.3) 梁底曲线：选用半径为58818.1cm的圆曲线变化。
1.1.3 横桥向的尺寸拟定行车道为净-10.5m，另外两边各有宽0.5m的护栏。
即净-0.5m+10.5m+2m+10.5m+0.5m主梁截面细部尺寸的拟定，如图1.2所示。
图1.2 主梁截面尺寸图顶板厚取28cm。
根据底板厚度按“中薄边厚”的原则取跨中处底板厚30cm，以便布置预应力束，支点处底板厚为1／8~l／12倍的梁高，取H／8即130cm，中间底板板厚依直线过渡变化；腹板厚度由于要布置预应力钢束锚头，从受力方面来讲，支点附近承受剪力较大，腹板宜加厚；各孔跨中区段承受剪力较小，腹板可适当减薄。
Midas例题（梁格法）：预应力混凝土连续T梁桥的分析与设计
Midas例题（梁格法）：预应⼒混凝⼟连续T梁桥的分析与设计北京迈达斯技术有限公司⽬录概要 (3)设置操作环境 (10)定义材料和截⾯特性 (11)建⽴结构模型 (21)PSC截⾯钢筋输⼊ (42)输⼊荷载 (44)定义施⼯阶段 (63)输⼊移动荷载数据 (73)运⾏结构分析 (80)查看分析结果 (81)概要梁格法是⽬前桥梁结构分析中应⽤的⽐较多的在本例题中将介绍采⽤梁格法建⽴⼀般梁桥结构的分析模型的⽅法、施⼯阶段分析的步骤、横向刚度的设定以及查看结果的⽅法和PSC设计的⽅法。
本例题中的桥梁模型如图1所⽰为⼀三跨的连续梁桥，每跨均为32m。
图1. 简⽀变连续分析模型桥梁的基本数据为了说明采⽤梁格法分析⼀般梁桥结构的分析步骤，本例题采⽤了⼀个⽐较简单的分析模型——⼀座由五⽚预应⼒T梁组成的3×32m桥梁结构，每⽚梁宽2.5m。
桥梁的基本数据取⾃实际结构但和实际结构有所不同。
本例题的基本数据如下：桥梁形式：三跨连续梁桥桥梁等级：I级桥梁全长：3@32＝96m桥梁宽度：12.5m设计车道：3车道图2. T型梁跨中截⾯图图3. T梁端部截⾯图使⽤材料以及容许应⼒> 混凝⼟采⽤JTG04（RC）规范的C50混凝⼟>普通钢筋普通钢筋采⽤HRB335(预应⼒混凝⼟结构⽤普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采⽤带肋钢筋既HRB系列) >预应⼒钢束采⽤JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860钢束(φ15.2 mm)（规格分别有6束、8束、9束和10束四类）钢束类型为:后张拉钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)超张拉(开)预应⼒钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2预应⼒钢筋与管道壁的摩擦系数:0.3管道每⽶局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/m)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点:6mm结束点:6mm张拉⼒:抗拉强度标准值的75%>徐变和收缩条件⽔泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐⽔泥)28天龄期混凝⼟⽴⽅体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm^2长期荷载作⽤时混凝⼟的材龄:=t5天o混凝⼟与⼤⽓接触时的材龄:=t3天s相对湿度: %RH=70⼤⽓或养护温度: CT=°20构件理论厚度:程序计算适⽤规范:中国规范(JTG D62-2004)徐变系数: 程序计算混凝⼟收缩变形率: 程序计算荷载静⼒荷载>⾃重由程序内部⾃动计算>⼆期恒载桥⾯铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等具体考虑：桥⾯铺装层：厚度80mm的钢筋混凝⼟和60mm的沥青混凝⼟，钢筋混凝⼟的重⼒密度为25kN/m3, 沥青混凝⼟的重⼒密度为23kN/m3。
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纵向计算模型的建立1.设置操作环境1.1打开新项目，输入文件名称，保存文件1.2在工具-单位体系中将单位体系设置为“m”,“KN”,“kj”和“摄氏”。
2．材料与截面定义2.1材料定义右键-材料和截面特性-材料。
C50材料定义如下图所示。
需定义四种材料：主梁采用C50混凝土，立柱、盖梁及桥头搭板采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。
预应力钢绞线采用1860级高强低松弛s15.24钢绞线。
钢绞线定义时，设计类型：钢材；规范：JTG04（S）；数据库：strand 1860,名称：预应力钢筋2.2截面定义2.2.1利用SPC（截面特性值计算器）计算截面信息（1）在CAD中x-y平面内，以mm为单位绘制主梁所有的控制截面，以DXF格式保存文件；绘图时注意每个截面必须是闭合的，不能存在重复的线段，并且对于组成变截面组的线段，其组成线段的个数应保持一致。
（2）在midas工具中打开截面特性计算器（SPC），在Tools-Setting中将单位设置为“KN”和“mm”；（3）从File-Import-Autocad DXF导入DXF截面；（4）从Model-Section-Generate中选择“Type-Plane”；不勾选“Merge Straight Lines”前面的复选框；Name-根据截面所在位置定义不同的截面名称从而生成截面信息；（5）在Property-Calculate Section Property 中设置划分网格的大小和精度，然后计算各截面特性；（6）从File-Export-MIDAS Section File导出截面特性文件，指定文件目录和名字，以备使用。
2.2.2建立模型截面（1）右键-材料和截面特性-截面-添加-设计截面，选择设计用数值截面。
单击“截面数据”选择“从SPC导入”，选择刚导出的截面特性文件，并输入相应的设计参数。
注意：若要结合规范进行PSC设计，在定义截面的时候，需要选择“设计截面”中进行定义，同时对于截面中的“剪切验算位置”及“验算用腹板厚度”需要定义，否则会提示“PSC设计数据失败”。
可通过勾选自动定义。
实心段箱梁为开口截面，其余为闭合截面。
对闭合截面：T1、T2分别为顶、底板厚度；BT为外腹板中心线间距离；HT为顶、底板的中心线间距离；验算扭转用厚度为有效最小腹板厚度值，对于斜腹板取垂直厚度，而非水平截线宽度；Z1、Z2、Z3为程序进行剪切验算位置，Z2程序默认为质心位置，一般剪切验算位置选择在腹板厚度突变的地方，设计时采用箱梁的顶板底面和底板顶面位置。
对开口截面，T1为上翼缘板厚度，T2输入0，程序默认按T形截面计算；BT为腹板宽度和；HT为上翼缘板中心线到截面底的距离；验算扭转用厚度为半个腹板厚。
程序根据输入的设计参数计算扭转引起的截面剪切应力和受扭塑性抵抗距Wt。
修改偏心为指定截面线单元的位置，即在模型窗口中显示的线单元是以截面哪个位置为基准产生的。
默认值为截面质心，可以根据需要修改偏心的位置。
同时，可以指定截面的横向、竖向偏心距离，依次输入主梁所有控制截面的信息。
（2）右键-材料和截面特性-截面-变截面中设计用数值截面的导入功能，并设置相应的偏心，以形成所需要的变截面信息。
注意：变截面两端截面的拓扑关系必须一致，两端截面的构成线及节点必须是对应的；变截面只能定义一个单元的截面变化规律，变截面组能够定义一组单元（多个连续单元）的具有相同变化规律的变截面梁，截面变化曲线次数若是2次曲线变化，输入2即可。
3．节点、单元定义借用midas中Excel表格定义节点坐标；根据对应材料、截面信息、节点信息、单元类型定义单元信息，其中单元类型全部为梁单元。
节点间距或单元长度通常为1m。
在两端、支座、墩顶、截面形状变化处、跨、跨、跨位置处需设置节点。
若纵坡较大时，需要考虑其影响，以保证预应力钢筋等效荷载的计算精度；若纵坡较小，建模时可不考虑。
在端横梁和中横梁处，建议不用实心截面进行模拟，用旁边的空心截面进行模拟，同时实心部分用等效荷载的方式代替；若用实心截面代替，则此处的中性轴有较大的突变，对于计算结果读取反而有影响，具体说明可以参考《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）中第4.2.6条的规定。
4．荷载类型定义荷载-静力荷载工况-定义荷载类型：将自重、预应力、铺装和栏杆荷载定义为施工阶段荷载；将整体升温、整体降温定义为温度荷载；局部升温、局部降温定义为温度梯度荷载。
为利用Midas Civil 后处理的自动荷载组合功能进行设计验算，提高设计工作效率，所以把所有在施工阶段激活的自重、预应力、铺装和栏杆荷载定义为施工阶段荷载；如下图所示。
5．荷载组定义通过树形菜单-组-荷载组-右键-新建…定义荷载组，分别为恒荷载、预应力荷载、整体升温、整体降温、局部升温和局部降温。
根据不同施工阶段定义相应的组，荷载组定义主要是为了区分不同施工阶段的荷载。
设计桥梁采用满堂支架施工，一次落架成形，并考虑10年的收缩徐变，共划分为两个施工阶段。
6．预应力荷载定义6.1钢束特征值定义在荷载-预应力荷载-钢束特征值中定义。
全桥共两种类型钢束，分别为M15-17和BM15-5。
导管直径：查相关资料，一般17束可取直径为100mm，输入时注意单位；扁波纹管，根据面积计算等效直径；钢筋松弛系数：因采用低松弛钢绞线，悉数采用0.3；预应力钢筋与管道壁的摩擦系数：0.15（塑料波纹管）；管道每米局部偏差的摩擦影响系数取0.0015（1/m）；两端锚具、钢筋回缩和接缝压缩值均为0.006m（两端张拉）M15-17的定义如下图所示：6.2钢束布置形状设置方法一：直接输入特征点的方式在荷载-预应力荷载-钢束布置形状中直接输入钢束形状参数；特征点的选择：钢束的起终点、竖弯的切线交点方法二：从CAD导入对于平弯、竖弯比较复杂的钢束，宜在CAD中用不同土层分别绘制各束钢束线性，并借助Midas Civil钢束形状生成器工具生成扩展名为.mct的钢束形状命令流。
6.3钢束预应力荷载定义在荷载-预应力荷载-钢束预应力荷载中定义，采用两端张拉，张拉控制应力取1395MPa，输入时应注意具体数值的单位、相应荷载工况及荷载组的名称。
7．普通钢筋定义在材料和截面特性-截面管理器-钢筋中定义普通钢筋信息，根据钢筋布置情况，分别输入相应的纵向钢筋和抗剪钢筋。
若要在设计验算中考虑普通钢筋的作用，需要在分析-主控数据中勾选PSC截面刚度计算中考虑普通钢筋复选框。
8．边界条件的模拟选中需定义边界约束的主梁节点，在边界条件-一般支承中定义相应的约束。
固定约束如下左图，滑动支座约束如下右图。
毕设桥梁在1号桥墩上设置固定约束，2号桥墩和两个桥台均设置滑动约束。
9．箱梁有效宽度系数在边界条件-有效宽度系数中输入。
为考虑箱梁的剪力滞效应所导致的应力横向分布不均匀，设计规范中通过箱梁有效宽度系数来近似计算实际应力。
Midas Civil有效宽度系数是通过边界条件的形式，对截面惯性矩进行相应的调整，然后进行应力计算，对内力计算没有影响。
若不考虑，可直接取1。
10．荷载施加及施工阶段控制10.1xx载10.1.1结构自重在荷载-自重中定义。
自重系数取-1.04。
见上右图。
10.1.2桥面铺装及栏杆在荷载-梁单元荷载中定义。
计算桥面铺装、护栏的荷载集度，以KN/m单位输入w。
10.1.3混凝土的收缩、徐变（1）定义收缩、xx函数在特性-时间依存性材料-徐变和收缩-添加选择设计规范：China(JTG D62-2004)28d龄期混凝土立方体抗压强度标准值，即混凝土的强度等级。
对于C50为50 000KN/m2, C35为35 000KN/m2, C25为25 000KN/m2。
环境年平均相对湿度：80%；构件理论厚度：输入一个非零值后可在修改单元依存材料特性值中选择自动计算；水泥种类系数（Bsc）：对一般硅酸盐水泥，应输入5；收缩开始时的混凝土龄期：混凝土浇筑后开始计收缩时间，一般按照拆除模板时间进行考虑，输入3天。
注：定义收缩徐变时，需要注意标号强度不要输错，对于C50混凝土的定义，许多工程师经常输入5000KN/m2，导致后续计算中出现奇异或警告等信息；同时由于单元的构件理论厚度都不一样，因此在此先输入一个非0值，最后利用“修改单元时间依存材料特性”的功能，重新计算构件理论厚度。
（2）建立混凝土收缩徐变函数与材料间的对应关系在材料和截面特性-材料-时间依存性材料连接中选择相应的函数，并指定对应的材料类型。
（3）计算构件理论厚度在材料和截面特性-修改单元的材料时间依存特性中选择所有单元，选择构件的理论厚度、自动计算、中国标准，单击适用按钮。
见上右图。
10.2支座沉降10.2.1支座沉降组的定义沉降值根据下部结构计算情况及桥位处的地址资料确定。
在荷载-支座沉降分析数据-支座沉降组中桥墩处假定设置为-0.02m，桥台处设置为-0.01m。
10.2.2支座沉降荷载工况的定义在荷载-支座沉降分析数据-支座沉降荷载工况中把上一步定义的沉降组全部选中，Smin=1 Smax=3,调整系数为1，单击添加按钮，完成支座沉降工况定义。
见右上图。
10.3体系温度10.3.1整体升、降温在荷载-温度荷载-系统温度中，荷载工况选择相应的荷载工况，初始温度定为15度，温度分别设置35和-5.10.3.2局部升、降温在荷载-温度荷载-梁截面温度中，参考通用规范35页条文，对主梁进行折线形温度梯度的输入。
见上图中右两图。
输入时，局部升温时荷载工况选择局部温升，截面类型选择一般截面，方向选择局部-z，参考位置选择+边（顶），初始温度为0，材料特性选择单元，B=腹板厚度之和；H1=0，H2=0.1m，T1=14，T2=5.5，单击添加；然后调整H1=0.1m，H2=0.4m，T1=5.5，T2=0，单击添加，完成局部升温的定义。
降温定义过程与上同，温度取温升的-0.5倍即可。
10.4汽车荷载定义10.4.1规范定义荷载-移动荷载荷载分析数据-移动荷载规范中选择中国规范。
10.4.2车道的定义荷载-移动荷载荷载分析数据-车道中单击添加按钮，根据车道中心位置定义车道线具体位置。
例：桥宽16m,净宽15m,四个车道，每车道3.75m，车道偏心分别为-5.625、-1.875、1.875、5.625，车轮间距输入0（不考虑车轮间距影响）.车道荷载的分布选择车道单元（因为采用的是单梁模型模拟主梁）；桥梁跨度用于计算冲击系数，当分析-移动荷载分析控制-跨度的计算方法中选择影响线加载长度时，这里的跨度不起作用（设置方法见下右图）。
在这里输入较小跨度，即边跨xx。
比例系数=1，选择形式采用单元号，并根据跨径布置情况，选择对应主梁单元号，单击添加和确定按钮。