单跨拱桥

目录
第一章拱桥模型建立 (2)
第二章荷载及荷载组合 (3)
第三章静力性能分析结果 (5)
第四章稳定性能分析结果 (11)
第五章小结 (12)
第一章拱桥模型建立
先定义材料和截面特性，在通过建模助手进行建模，在建模过程中，会经常用到扩展单元这一功能，结构形状的输入工作完了后，即可输入边界条件。

然后再建立虚设梁就可完成拱桥模型的建立（见图1）。

图1 拱桥模型
第二章荷载及荷载组合
输入荷载之前先设定荷载条件，为了简化问题，假定恒荷载和人行道荷载只作用于主梁之上。

图2 自重荷载作用
图3 二期恒载作用
图4 荷载组合
第三章静力性能分析结果
对输入荷载条件和边界条件的建筑物进行结构分析，并且进行荷载组合。

以下为拱桥的静力分析图形以及应力验算图
图5 自重条件下桥梁变形
图6 自重条件下桥梁内力
图7 二期恒载作用下桥梁整体变形
图8 二期恒载作用下桥梁内力
图9 车辆荷载作用下桥梁位移
图9 车辆荷载作用下桥梁内力
图10 温度变化时桥梁位移
图10 温度变化时桥梁内力
图11 荷载组合1作用下桥梁位移
图12荷载组合1作用下桥梁内力
图13 荷载组合2作用下桥梁位移
图14荷载组合2作用下桥梁内力
图15 荷载组合3作用下桥梁位移
图16荷载组合3作用下桥梁内力
图17 拱桥完成总图
图18 荷载组合作用下桥梁应力图
第四章稳定性能分析结果
通过屈曲分析进行稳定性能分析（注：屈曲分析不能与移动荷载分析同时进行）。

图19 稳定性能分析图
图20 优化设计图
第五章小结
MIDAS/Civil是个通用的空间有限元分析软件，可适用于桥梁结构、地下结构、工业建筑、飞机场、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的主要特点如下：
1.提供菜单、表格、文本、导入CAD和部分其他程序文件等灵活多样的建模功
能，并尽可能使鼠标在画面上的移动量达到最少，从而使用户的工作效率
达到最高。

2.提供刚构桥、板型桥、箱型暗渠、顶推法桥梁、悬臂法桥梁、移动支架/
满堂支架法桥梁、悬索桥、斜拉桥的建模助手。

3.提供中国、美国、英国、德国、欧洲、日本、韩国等国家的材料和截面数据
库，以及混凝土收缩和徐变规范和移动荷载规范。

4.提供桁架、一般梁/变截面梁、平面应力/平面应变、只受拉/只受压、间
隙、钩、索、加劲板轴对称、板（厚板/薄板、面内/面外厚度、正交各向异向）、实体单元（六面体、楔形、四面体）等工程实际时所需的各种有
限元模型。

5.提供静力分析（线形静力分析、热应力分析）、动力分析（自由振动分析、
反应谱分析、时程分析）、静力弹塑性分析、动力弹塑性分析、动力边界
非线形分析、几何非线形分析（P-delta分析、大位移分析）、优化索力、屈曲分析、移动荷载分析（影响线/影响面分析）、支座沉降分析、热传导分析（热传导、热对流、热辐射）、水化热分析（温度应力、管冷）、施工阶段分析、联合截面施工阶段分析等功能。

6.在后处理中，可以根据设计规范自动生成荷载组合，也可以添加和修改荷
载组合。

7.可以输出各种反力、位移、内力和应力的图形、表格和文本。

提供静力和
动力分析的动画文件；提供移动荷载追踪器的功能，可找出指定单元发生
最大内力（位移等）时，移动荷载作用的位置；提供局部方向内力的合力
功能，可将板单元或实体单元上任意位置的接点力组合成内力。

8.可在进行结构分析后对多种形式的梁、柱截面进行设计和验算。

通过半学期桥梁软件Midas Civil的学习，以及本次期末作业的完成，使我对桥梁工程软件Midas Civil有了更深一步的认识和了解，现在就我对使用此软件的一些经验做一小结。

1.在设计时要注意随时切换单位，在画面下端的状态条点击单位选择键()
选择各个单位。

2.首先要在“模型”菜单栏下定义材料和截面特性，这个问题我们会经常
用到，所以不在这里做详细说明。

3.通过“建模助手”可以建立一些简单模型，像“柱”、“拱”、“梁”
等一些常见结构类型，在此次作业中，主要用到的是“拱”的建立。

4.建立吊杆：利用扩展单元功能将拱肋上生成的节点按竖直下方投影延长
以输入吊杆。

扩展单元是将节点或单元向任意位置移动并沿着相应的移动路径建立高维单元的功能。

(如：节点→线单元, 线单元→面单元,面单元→实体单元)。

5.调整吊杆腹板轴的方向使其与桥轴的垂直方向一致。

(参考的“Civil的
功能>模型>修改单元参数” )。

图21 Bate角修改
6.逆激活是将目前处于激活状态的节点和单元转换为钝化状态，而将
处于钝化状态的节点和单元转换为激活状态的功能。

7.输入单元的过程中未能正确选择所需对象时，可使用键盘上的Esc键, 或
点击鼠标的右键选择ContextMenu下端的Cancel菜单来取消输入内容。

8.车道为曲线或不连续而不方便以2 Points来输入时可选择
ElementNumber，用键盘直接输入单元编号。

9.利用定义移动荷载工况功能定义车辆荷载施加条件。

其中包括在哪条车
道施加何种车辆荷载、可同时施加车辆荷载的最大、最小车道数等。