MIDAS例题-使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析
悬臂法连续梁桥施工阶段分析报告(Midascivil)
分析报告书课题悬臂法连续梁桥施工阶段分析院系生态环境与建筑工程学院班级2013级土木路桥班组别第2组组员指导教师提交日期 2016.12.281 / 15组员信息组员信息表目录第1章设计原始资料 01.1设计概况 01.2截面参数 01.3主要材料及材料性能 (1)1.4任务要求 (2)1.5技术标准 (2)1.6主要规范 (2)第2章模型建立与分析 (3)2.1模型建立 (3)2.1.2 施工阶段划分 (3)2.1.3 施工阶段在Midas Civil中的定义 (5)2.2模型分析 (7)第3章总结 (11)第1章设计原始资料1.1 设计概况桥梁形式：三跨变截面连续箱梁桥，梁宽12m桥梁长度：L = 30+50+30 = 110m，中跨为挂孔结构，挂梁长16m，为钢筋混凝土结构。
施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段，边跨合龙时，中跨体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁，挂梁与中跨主梁铰接，施工桥面铺装，并考虑3650天收缩徐变。
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1.2截面参数图2-1 跨中箱梁截面图2-2墩顶箱梁截面0 / 151.3 主要材料及材料性能1）混凝土表2-1 混凝土表格2）普通钢筋表2-2 普通钢筋表格3）预应力材料表2-1 预应力材料表格4）其他材料钢板：锚头下垫钢板、灯具连接板等采用低碳钢；预应力管道：采用波纹管成型；支座：采用GPXZ系列盆式橡胶支座；1 / 15伸缩缝：采用D60型伸缩装置；1.4任务要求（1）3人/组，开展分析、讨论，递交分析报告；（2）以熟悉Midas Civil操作为目的，作为算例，可暂不涉及预应力；（3）重点在于施工过程分析，此外，可以成桥模型开展其他分析，例如特征值分析、振型分解反应谱法分析（抗震）、移动荷载分析等；1.5技术标准公路等级：一级公路，双向2车道；设计荷载：公路-I级；桥面宽度：5.25×2+0.75×2；安全等级：二级；1.6 主要规范1)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）；2)《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；3)《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）；4)《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）；5)《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）；6)《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）；2 / 15第2章模型建立与分析2.1模型建立2.1.1 概述Midas建模一般步骤：定义材料和截面》建立结构模型》输入非预应力钢筋》输入荷载（恒荷载、钢束特性和形状、钢束预应力荷载）》定义施工阶段》输入移动荷载数据（选择移动荷载规范、定义车道、定义车辆、移动荷载工况）》运行结构分析》查看分析结果。
桥梁软件应用 实例6—建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析
250
325
250
φ 6˝ - 19
일단긴장 一端张拉
CL
양단긴장 两端张拉
상 부강연선 上部钢束
150.000 19.000 2.000 12 @ 4.750 = 57.000 7.000 7.000 12 @ 4.750 = 57.000 1.000
FS M 구간 区段 K ey S eg 合龙段
实例中悬臂法桥梁为三跨连续梁使用 了4台挂篮(F/T)，因此不必移动挂篮。
Page 4
桥梁始 교 량 시 점
275
点
85.000
300.550 130.000
2.700 7.000
桥梁终 点 교 량 종 점
85.000 275
40.000
纵向剖面图
12.700 500 1.350 1.350
2.000 600 1.050 1.750
450
3.500 1.750
3.500 1.750
450
2.000 600 1.750 1.050
C L OF BOX
275
275
350 80 250
250
7.130 5.680
Page 5
850
450 1.250
250
1.850 7.100
1.850
1.250 450
标准截面图
260 1.840 350 80 2.700 250
850
5.900
250
3、预应力钢束的布置 在预应力钢束表单中输入钢束在横截面上的位置以及在各桥梁段锚固 的钢束数量。输入了钢束在各横截面上的位置以及锚固数量后，程序将 自动生成预应力钢束的形状。 预应力钢束在横截面方向上的布置在建模助手中只能按等间距布置， 因为预应力钢束在横截面方向的间距对整个施工阶段分析的结果影响不 大，所以当钢束在横截面方向上的布置不是等间距时，可以输入各钢束 距离的平均值。 边跨和中间跨预应力钢束的布置图见下面图16、17。
实例1 迈达斯 MIDAS
3
高级应用例题
选择单元或节点时，表明节点或单元以后用粗体字表示节点或单元号。
单选 (节点 : 7, 11) 使用单选功能选择7、11号节点。
有(拖放)字样时，表示在工作目录树中用鼠标拖动对象并放置到模型窗口上。 树形菜单 > 工作表单 单选 (单元 : 2 ) 工作 > 特性值 > 1: Steel (拖放)
拖放
6
前言
前面没有说明的对话框中其他的命令用按钮表示。 压屈荷载组合 > 荷载工况 > 工况 1 ; 分项系数 (1)
↵
在屈曲分析控制对话框的屈曲荷载组合中选择工况 1，在分项系
数中输入1之后点击
按钮。
7
窗口选择 (单元 : 图14的 ○1 部分) 使用窗口选择功能选择图14的○1 部分。
用‘ ’符号表示输入完以后点击命令按钮
、
。
工具 / 单为系统
长度 > m ; 内力 > tonf
选择长度单位为‘m’，内力单位为‘tonf’以后，点击命令按钮
。
在同一行显示相同级别的选项时，用符号 ‘ ; ’ 隔开各选项。 工具 / 单为系统 长度 > m ; 内力 > tonf ↵ 选择长度单位为‘m’，内力单位为‘tonf’。
有‘ C ’标志时，表示按鼠标右键使用鼠标关联菜单。
C 排序窗口 在关联菜单中选择排序窗口。
按钮
表示将选择的项目移动到指定的位置。
荷载工况和荷载组合列表
LCB1, LCB2
MIDAS例题-使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析
目录悬臂法的施工顺序和施工阶段分析 1设定建模环境 3定义截面及材料 4结构建模 9建立预应力箱型梁模型 / 10建立桥墩模型 / 15建立结构群 / 16定义边界群以及输入边界条件 / 20建立荷载群 / 23定义并建立施工阶段 25定义施工阶段 / 25建立施工阶段 / 30输入荷载 / 33使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析悬臂法的施工顺序和施工阶段分析本用户指南将使用“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”中的例题,学习掌握使用一般建模功能做施工阶段分析的步骤。
悬臂法(FCM)的施工顺序一般如下：※本悬臂法桥梁例题为三跨连续梁使用了4台挂篮（F/T），因此不必移动挂篮。
悬臂法施工阶段分析应该正确反应上面的施工顺序。
施工阶段分析中各施工阶段的定义,在MIDAS/CIVIL里是通过激活和钝化结构群、边界群以及荷载群来实现的。
下面将MIDAS/CIVIL中悬臂法桥梁施工阶段分析的步骤整理如下。
1.定义材料和截面2.建立结构模型3.定义并构建结构群4.定义并构建边界群5.定义荷载群6.输入荷载1高级应用例题27.布置预应力钢束8.张拉预应力钢束9.定义时间依存性材料特性值并连接10.运行11.确认分析结果在“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”里使用悬臂法桥梁建模助手完成了上述2~8步骤。
在本使用指南中,我们将使用一般功能完成上述施工阶段分析的1~8步骤。
步骤9~11的方法与“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”相同，在本使用指南章节中将不赘述.使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析3设定建模环境为了做悬臂法桥梁的施工阶段分析首先打开新项目（ 新项目)以‘FCM.mcb ’名字保存(保存)文件。
然后将单位体系设置为‘tonf ’和‘m '。
该单位体系可以根据输入的数据类型随时随意地更换。
文件 / 新项目 文件 /保存 ( FCM ）工具 / 单位体系长度 > m ; 力 〉 tonf图1 设定单位体系单位体系也可以在程序窗口下端的状态条中的单位选择按钮()中选择修改。
midas civil2011悬臂加挂梁例题
1
01.悬臂挂梁 01.悬臂挂梁 例题桥梁概况
桥梁形式： 桥梁形式：三跨混凝土悬臂梁 桥梁长度： m，其中中跨为挂孔结构， 桥梁长度：L = 30+50+30 = 110.0 m，其中中跨为挂孔结构，挂 梁长16m 16m， 梁长16m，为钢筋混凝土结构 施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段， 施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段，边跨合 龙时，中跨体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架， 龙时，中跨体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工 中跨挂梁，挂梁与中跨主梁铰接，施工桥面铺装，并考虑3650 3650天收 中跨挂梁，挂梁与中跨主梁铰接，施工桥面铺装，并考虑3650天收 缩徐变。 缩徐变。 预应力布置形式： 构部分配置顶板预应力， 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
梁的模型共有四种: 梁的模型共有四种: 1.Euler不考虑剪切变形和转动惯量效应的影响; 1.Euler-Bernoulli beam 不考虑剪切变形和转动惯量效应的影响; 考虑转动惯量效应的影响; 2.Rayleigh beam 考虑转动惯量效应的影响; 考虑剪切变形的影响; 3.Shear beam 考虑剪切变形的影响; 考虑剪切变形和转动惯量效应的影响; 4.Timoshenko beam 考虑剪切变形和转动惯量效应的影响; MIDAS中的梁单元以 铁摩辛柯）的梁理论( MIDAS中的梁单元以 Timoshenko （铁摩辛柯）的梁理论(垂直于中 和轴的截面，在变形后保持平面形状， 和轴的截面，在变形后保持平面形状，但不一定要继续垂直于中和 为基础，分析时默认考虑剪切变形。 轴)为基础，分析时默认考虑剪切变形。 当截面尺寸与构件长度的比（高跨比）大于1/5 深梁) 1/5时 当截面尺寸与构件长度的比（高跨比）大于1/5时(深梁)，轴向的剪 切变形的影响将显著增加。建议采用板单元进行建模。 切变形的影响将显著增加。建议采用板单元进行建模。
midas civil悬臂法FCM
北京迈达斯技术有限公司目录概要 (1)桥梁基本数据以及一般截面 (2)悬臂法（FCM）的施工顺序以及施工阶段分析 (4)使用材料以及容许应力 (6)荷载 (7)设定建模环境 (9)定义截面及材料 (10)使用悬臂法建模助手建模 (12)输入数据模型 (12)预应力箱型截面数据的输入 (16)预应力钢束的布置 (18)编辑和添加数据 (24)查看施工阶段 (24)修改施工阶段 (26)时间依存性材料特性的定义和连接 (31)分解变截面组 (35)运行结构分析 (36)查看分析结果 (38)使用图形查看应力和内力 (38)使用表格查看应力 (43)查看预应力的损失 (44)查看钢束坐标 (45)查看钢束伸长量 (46)查看预拱度 (47)查看预拱度管理图 (48)查看荷载组合作用下的内力 (49)概要预应力箱型梁桥(PSC BOX Bridge)的施工方法一般有顶推法(ILM)、悬臂法(FCM)、移动支架法(MSS)等。
悬臂法是由桥墩向跨中方向架设悬臂构件的方法，该方法不用水上作业，也不需要架设大量的临设和脚手架，因此可以灵活使用桥下空间。
另外，因为不直接与桥下河流或道路接触，因此被广泛使用于高桥墩、大跨度桥梁中。
使用悬臂法(FCM)施工的预应力箱型梁桥，因为各施工阶段的结构体系不同，所以只有对各施工阶段做结构分析才能最终确定截面大小。
另外，为了正确分析混凝土材料的时间依存特性和预应力钢束的预应力损失，需要前阶段累积的分析结果。
用户在本章节中将学习使用悬臂法桥梁建模助手建立悬臂法(FCM)各施工阶段和施工阶段分析的步骤，以及确认各施工阶段应力、预应力损失和挠度的方法。
例题中的桥梁为按悬臂法施工的现浇桥梁。
图1 分析模型(竣工后)桥梁基本数据以及一般截面桥梁基本数据如下：图3 标准截面图4 钢束布置简图悬臂法(FCM)的施工顺序以及施工阶段分析悬臂法(FCM)的施工顺序一般如下：※桥梁例题为三跨连续梁使用了4台挂篮(F/T)，因此不必移动挂篮。
MIDAS使用建模助手做悬臂法(FCM)桥梁施工阶段分析.
图14预应力箱型截面
图15输入截面尺寸
在悬臂法建模助手中预应力箱型梁的刚度中心的偏心自动设置为中央-顶。这是考虑了变截面的实际变化形状。因此也将按中央-顶为基准计算刚度并适用于分析。
选择单箱双室时,可以建立中间有腹板的双格预应力箱型截面。
高级应用例题
18预应力钢束的布置
在预应力钢束表单中将输入钢束在横截面上的位置以及在各桥梁段锚固的钢束数量。输入了钢束在各横截面上的位置以及锚固数量后,程序将自动生成预应力钢束的形状。
输入模型数据
在悬臂法建模助手的模型表单中,我们将定义桥梁的材料、基本数据、桥梁段的划分(参见图10、零号块的大小、桥墩类型和尺寸等,另外还将定义每个桥梁段的施
工持续时间(12天
。
模型/结构建模助手/悬臂法建模助手
ห้องสมุดไป่ตู้模型表单
材料(主梁> 1: C400 ;材料(桥墩> 2: C270
桥墩数( 2 ;桥墩截面> 1:桥墩;施工阶段持续时间(12方法>现浇
15
混凝土是具有时间依存特性的材料,混凝土的强度、徐变和干缩系数都随时间而变化。混凝土的材龄越小,混凝土的时间依存特性值的变化越大。在施工阶段分析中,因为混凝土一般都处于早期材龄状态,为了正确地反映混凝土的材料时间依存特性,需要正确输入混凝土初始材龄的信息。初始材龄是指在混凝土养生期间拆模之后,开始施加持续荷载时的混凝土材龄。程序将利用输入的初始材龄计算混凝土的弹性系数、徐变系数、干缩系数。主要构件的初始材龄从施工工序计划表中构件的施工持续时间里扣除支模和绑扎钢筋所需时间而得。
弹性模量:2
5
c
cm
/
kgf
10
35
.2
E⨯
midas-civil悬臂梁桥分析与设计
北京迈达斯技术有限公司2007年8月目录1.概要 (1)2. 设置操作环境 (4)3. 定义材料和截面 (5)4. 建立结构模型 (14)5. 非预应力钢筋输入 (30)6. 输入荷载 (30)7. 定义施工阶段 (42)8. 输入移动荷载数据 (48)9. 运行结构分析 (52)10. 查看分析结果 (52)11. PSC设计 (62)12. RC设计 (70)附录：关于温度荷载和支座沉降的模拟 (79)1. 概要本桥为30+50+30三跨混凝土悬臂梁桥，其中中跨为挂孔结构，挂孔梁为普通钢筋混凝土梁，梁长16m。
墩为钢筋混凝土双柱桥墩，墩高15m。
（注：本例题并非实际工程，仅作为软件功能介绍的参考例题。
）在简化过程中省略了边跨合龙段模拟、成桥温度荷载模拟。
通过本例题重点介绍MIDAS/Civil软件的施工阶段分析功能、普通钢筋的输入方法、钢束预应力荷载的输入方法、移动荷载的输入方法和查看分析结果的方法、PSC设计及RC设计数据的输入方法和查看设计结果的方法等。
图1. 分析模型桥梁概况及一般截面桥梁形式：三跨混凝土悬臂梁桥梁长度：L = 30+50+30 = 110.0 m，其中中跨为挂孔结构，挂梁长16m，为钢筋混凝土结构施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段，边跨合龙时，中跨体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁，挂梁与中跨主梁铰接，施工桥面铺装，并考虑3650天收缩徐变。
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截面形式如下图2. 跨中箱梁截面图3. 墩顶箱梁截面梁桥分析与设计的一般步骤1. 定义材料和截面2. 建立结构模型3. 输入非预应力钢筋4. 输入荷载①.恒荷载②.钢束特性和形状③.钢束预应力荷载5. 定义施工阶段6. 输入移动荷载数据①.选择移动荷载规范②.定义车道③.定义车辆④.移动荷载工况7. 运行结构分析8. 查看分析结果9. PSC设计（预应力混凝土梁）10. RC设计（普混梁和柱）PSC设计参数确定RC设计参数的确定运行设计运行RC梁设计/运行RC柱设计查看设计结果表格和图形查看设计结果表格和图形输出PSC设计计算书输出RC设计计算书使用的材料❑混凝土主梁采用JTG04（RC）规范的C50混凝土，桥墩采用JTG04（RC）规范的C40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，由程序自动计算❑预应力钢束(φ15.2 mm×31)截面面积: Au = 4340 mm2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:0.25管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:1.5e-006(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%，张拉控制应力1395MPa❑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^2t5天长期荷载作用时混凝土的材龄:=ot3天混凝土与大气接触时的材龄:=s相对湿度: %RH70=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❑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-CD2. 设置操作环境打开新文件(新项目)，以 ‘混凝土悬臂梁’ 为名保存(保存)。
使用建模助手做悬臂法(FCM)桥梁施工阶段分析
北京迈达斯技术有限公司目录概要 1桥梁基本数据以及一般截面 2悬臂法(FCM)的施工顺序以及施工阶段分析 4使用材料以及容许应力 6荷载 7设定建模环境 9定义截面及材料 10使用悬臂法建模助手建模 12输入模型数据 12预应力箱型截面数据的输入 16预应力钢束的布置 18编辑和添加数据 24查看施工阶段 24修改施工阶段 26时间依存性材料特性的定义和连接 31分解变截面群 36运行结构分析 37查看分析结果 39使用图形查看应力和内力 39使用表格查看应力 46查看预应力的损失 47查看钢束坐标 48查看钢束伸长量 49查看预拱度 50查看预拱度管理图 51查看荷载组合作用下的内力 52概要预应力箱型梁桥(PSC BOX Bridge)的施工工法一般有顶推法(ILM)、悬臂法(FC M)、移动支架法(MSS)等。
悬臂法是由桥墩向跨中方向架设悬臂构件的方法，该工法不用水上作业，也不需要架设大量的临设和脚手架，因此可以灵活使用桥下空间。
另外，因为不直接与桥下河流或道路接触，因此被广泛使用于高桥墩、大跨度桥梁中。
使用悬臂法(FCM)施工的预应力箱型梁桥，因为各施工阶段的结构体系不同，所以只有对各施工阶段做结构分析才能最终确定截面大小。
另外，为了正确分析混凝土材料的时间依存特性和预应力钢束的预应力损失，需要前阶段累积的分析结果。
用户在本章节中将学习使用悬臂法桥梁建模助手建立悬臂法(FCM)各施工阶段和施工阶段分析的步骤，以及确认各施工阶段应力、预应力损失和挠度的方法。
例题中的桥梁为按悬臂法施工的现浇桥梁。
图1 分析模型(竣工后)桥梁基本数据以及一般截面桥梁基本数据如下：图3 标准截面图4 钢束布置简图悬臂法(FCM)的施工顺序以及施工阶段分析悬臂法(FCM)的施工顺序一般如下：※本悬臂法桥梁例题为三跨连续梁使用了4台挂篮(F/T)，因此不必移动挂篮。
悬臂法施工阶段分析应该正确反应上面的施工顺序。
施工阶段分析中各施工阶段的定义，在MIDAS/CIVIL里是通过激活和钝化结构群、边界群以及荷载群来实现的。
midas教程之悬臂法连续梁桥施工阶段分析及预拱度设置
Bridging Your Innovations to Realities
输入分配单元 定义桥梁跨度 信息
输入高度、宽度、上下翼缘厚度、腹板 厚度的变化
ü对称面距离：1. 本控制截面到下一控 制截面高度由低到高变化时，填写从 参考线到本控制截面间的距离；2 .本 控制截面到下一控制截面高度由高到 低变化时，填写从参考线到下一控制 截面间的距离；
midas Civil
悬臂法连续梁桥施工阶段分析及预拱度设置
II. 建模
Bridging Your Innovations to Realities
使用悬臂法桥梁建模助手生成桥梁整体模型
ü半径: 支持弯桥
ü 零号块PT长度
ü Zone1/2：单元划分长度。从零号块向 两边桥台方向输入。
ü FSM(L\R)：从桥台向零号块方向输入。
midas Civil
悬臂法连续梁桥施工阶段分析及预拱度设置
II. 建模
Bridging Your Innovations to Realities
使用悬臂法桥梁建模助手生成桥梁整体模型
midas Civil
悬臂法连续梁桥施工阶段分析及预拱度设置
II. 建模
使用PSC桥梁建模助手精确修正桥梁截面
目录
I. 桥梁概述—建模准备工作 II. 建模—悬臂法建模助手+PSC建模助手 III. 分析及结果查看
2
midas Civil
悬臂法连续梁桥施工阶段分析及预拱度设置
I.桥梁概述
40+70+40 m 三跨变截面连续箱梁桥 主梁为单箱单室，梁宽为13.25m
Bridging Your Innovations to Realities
悬臂法的施工顺序和施工阶段分析
目录悬臂法的施工顺序和施工阶段分析 1设定建模环境 3定义截面及材料 4结构建模 9建立预应力箱型梁模型 / 10建立桥墩模型 / 15建立结构群 / 16定义边界群以及输入边界条件 / 20建立荷载群 / 23定义并建立施工阶段 25定义施工阶段 / 25建立施工阶段 / 30输入荷载 / 33悬臂法的施工顺序和施工阶段分析本用户指南将使用“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”中的例题，学习掌握使用一般建模功能做施工阶段分析的步骤。
悬臂法(FCM)的施工顺序一般如下： ※ 本悬臂法桥梁例题为三跨连续梁使用了4台挂篮(F/T)，因此不必移动挂篮。
悬臂法施工阶段分析应该正确反应上面的施工顺序。
施工阶段分析中各施工阶段的定义，在MIDAS/CIVIL 里是通过激活和钝化结构群、边界群以及荷载群来实现的。
下面将MIDAS/CIVIL 中悬臂法桥梁施工阶段分析的步骤整理如下。
1. 定义材料和截面2. 建立结构模型3. 定义并构建结构群4. 定义并构建边界群5. 定义荷载群6. 输入荷载7.布置预应力钢束8.张拉预应力钢束9.定义时间依存性材料特性值并连接10.运行11.确认分析结果在“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”里使用悬臂法桥梁建模助手完成了上述2~8步骤。
在本使用指南中，我们将使用一般功能完成上述施工阶段分析的1~8步骤。
步骤9~11的方法与“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”相同，在本使用指南章节中将不赘述。
设定建模环境为了做悬臂法桥梁的施工阶段分析首先打开新项目( 新项目)以‘FCM.mcb ’名字保存(保存)文件。
然后将单位体系设置为‘tonf ’和‘m ’。
该单位体系可以根据输入的数据类型随时随意地更换。
文件 /新项目 文件 /保存 ( FCM )工具 / 单位体系长度 > m ; 力 > tonf图1 设定单位体系单位体系也可以在程序窗口下端的状态条中的单位选择按钮()中选择修改。
MIDAS-连续刚构悬臂施工实例
l定义构件截面
首先定义主梁截面 现以跨中截面为例，讲解如何定义主梁控制界面
l定义构件截面
l定义构件截面
由于连续刚构主梁为变截面形式，所以需要定义变截面来模拟主梁。 即为了使各截面定义为变截面群，必须先定义变截面
l结构建模
使用MIDAS/CIVIL的一般功能建立悬臂法桥梁模型。 为了做施工阶段分析，在定义了施工阶段之后，MIDAS/CIVIL将在两个作 业模式(基本阶段和施工阶段)内运作。 在基本阶段模式中，用户可以输入所有结构模型数据、荷载条件以及边界 条件，但不在此阶段做结构分析。施工阶段模式是能做结构分析的模式。 在施工阶段模式中，除了各施工阶段的边界条件和荷载之外，用户不能编 辑修改结构模型。 施工阶段不是由个别的单元、边界条件或荷载组成的，而是将单元群、边 界条件群以及荷载群经过激活和钝化处理后形成的。在施工阶段模式中可 以编辑包含于处于激活状态的边界群、荷载群内的边界条件和荷载条件。 悬臂法桥梁的施工阶段荷载(钢束的预应力、挂篮荷载、桥梁段自重等)条 件非常复杂，所以一般在基本阶段模式中建立结构模型和边界条件，在施 工阶段模式中输入各施工阶段的荷载。
l结构建模——建立预应力箱梁模型
首先建立节点后使用 扩展单元 功能建立预应力箱型梁右班跨模型。
l结构建模——建立预应力箱梁模型
l结构建模——建立预应力箱梁模型
使用镜像功能将生成的右半跨梁单元对称复制。为了将对称复制的左侧的梁单元的坐标轴与右侧 梁单元的坐标轴一致，选择反转单元坐标轴选项。
l结构建模——建立预应力箱梁模型
l结构建模——建立预应力箱梁模型
使用 变截面组功能将变截面区段的梁单元指定为变截面群。
l结构建模——建立桥墩模型
复制预应力箱型梁的节点后使用 扩展单元功能建立桥墩模型。将桥墩全长24m分割成12等分。
迈达斯_MIDAS_算例02_毕业设计第二阶段-悬臂梁桥分析与设计
４
湖南大学土木工程学院 ２００８ 届桥梁毕业设计
2. 设置操作环境
打开新文件( 新项目)，以 ‘混凝土悬臂梁’ 为名保存( 保存)。 将单位体系设置为 ‘KN’和‘m’ 。该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。 文件 / 文件 /
单位体系还可以
通过点击画面下端 状态条的单位选择 键( )来进行转换。
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湖南大学土木工程学院 ２００８ 届桥梁毕业设计
最终全桥截面数据如下图所示——
图12. 截面列表
定义材料时间依存特性并连接 施工过程需要考虑主梁和桥墩的收缩徐变特性，为了考虑徐变、收缩，下面定 义混凝土材料的时间依存特性。 材料的时间依存特性参照以下数据来输入。 标号强度 : fcu,k = 50000 KN/m2 （主梁） ，fcu,k = 40000 KN/m2（桥墩） 相对湿度 : RH = 70 % 理论厚度 : 1m(采用程序自动计算) 拆模时间 : 3天 模型 /材料和截面特性 / 时间依存性材料(徐变和收缩) 名称 (主梁收缩徐变) ; 设计标准>China(JTG D62-2004) 标号强度 (50000) 环境年平均相对湿度(40 ~ 99) (70) 构件的理论厚度 (1) 截面形状比较复杂时， 可使用 模型 >材料和截面 水泥种类系数(Bsc):5 特性值 >修改单元材料时 开始收缩时的混凝土材龄 (3) 间依存特性 的功能来输
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按照左图输入支座位置处截面 的各控制尺寸，并且打开程序 自动定义剪切验算位置和自动 搜索腹板厚度功能 考虑剪切变形(开) 偏心>中-上部
图7. 定义支座位置处截面
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4-使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析
高级应用例题定义完钢束的布置后，在各施工阶段给钢束施加预应力。
施工阶段 > CS1 荷载 / 预应力荷载 / 钢束预应力荷载荷载工况名称 > PS ; ; 荷载群名称 > PS-PierTable1 选择的钢束钢束选择钢束两端张拉时，首先张拉的位置。
指定钢束注浆时的施工阶段。
注浆前的应力按净截面计算，注浆后的截面按换算截面计算。
注浆选择了1，表示在钢束张拉后的施工阶段注浆。
预应力值 > 应力首先张拉 > 始点 ; 终点始点 ( 133000 注浆 : 每( 1 个施工阶段荷载工况名称荷载群名称 > PS-PierTable1 钢束选择的钢束 ; 终点 ( 0 选择的钢束 > P1TC1L, P1TC1R 钢束 > P1TC2L, P1TC2R 预应力值 > 应力始点 ( 133000 ; 首先张拉 > 始点注浆 : 每( 1 个施工阶段荷载工况名称 > PS ; 荷载群名称 > PS-PierTable2 钢束选择的钢束终点 ( 0 选择的钢束 > P1TC2L, P1TC2R 钢束 > P2TC1L, P2TC1R 预应力值 > 应力始点 (133000 ; ; 首先张拉 > 始点注浆 : 每( 1 个施工阶段荷载工况名称 > PS ; 荷载群名称 > PS-PierTable2 钢束选择的钢束终点 ( 0 选择的钢束 >P2TC1L, P2TC1R 钢束 >P2TC2L, P2TC2R 预应力值 > 应力始点 (133000 ; ; 首先张拉 > 始点注浆 : 每( 1 个施工阶段 44使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析图38 施加预应力荷载按上述方法加载各施工阶段的预应力荷载。
使用MCT命令窗口可以更方便地输入预应力荷载。
关于预应力荷载的MCT 命令为“*TDN-PRESTRESS” 45高级应用例题输入体现结构施工时间差的时间荷载。
用MIDAS做悬索桥分析
50m 7@20m
18@20m
2@15m
18@20m
f =83.35m
7@20m 50m
183m
750m
183m
图 7. 三跨连续地锚式悬索桥
分类 加劲梁自重 附属构件平均集中荷载 主缆单位长度自重 吊杆单位长度自重
主跨 9.680tonf/m 4.5tonf/EA 0.8528tonf/m 0.0132tonf/m
zi
=
Pi
zGi − zi hi
+ Wci
( i = 1 , 2 ,..., N −1 )
⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅(b)
在此 Pi 是第i个吊杆的张力， hi 是吊杆的长度。
由(a)和(b)可以得到N-1个方程。
Tx
⎜⎜⎝⎛ −
zi−1 − di
zi
+
zi
− zi+1 d i+1
93.192152 41.196
86.91144
41.673
81.104346 42.114
75.770872 42.519
70.911017 42.888
66.524781 43.221
62.612164 43.518
59.173166 43.779
56.207787 44.004
53.716027 44.193
力长 L0 是以主缆两端坐标为基础计算而得，主缆的水平张力 Tx 也是通过节线法来计算，也是已
知参数。初始平衡状态的精确分析分析流程图参见图4。
已知条件 : (lx, ly, lz, 水平力F1 = Tx )
未知条件 : F2 , F3 , Lo
迈达斯桥梁施工阶段分析
Select Single(Nodes :1)
Boundary Group Name>B-G1
Options>Add
Support Type>Dy, Dz, Rx(on)
Select Single(Nodes :16)
Boundary Group Name>B-G1
张拉后的瞬间损失（程序自动计算）
摩擦损失:
,
锚固装置滑动引起的损失:
弹性收缩引起的损失:损失量
最终损失（程序自动计算）
钢束的松弛（Relaxation）
徐变和收缩引起的损失
徐变和收缩
条件
水泥:普通硅酸盐水泥
长期荷载作用时混凝土的材龄: 5天
混凝土与大气接触时的材龄: 3天
相对湿度:
大气或养护温度:
适用规范:CEB-FIP
Model / Property / Time Dependent Material(Comp. Strength)
Name(Comp.Strength); Type>Code
Development of Strength>Code>CEB-FIP
Concrete Compressive Strength at 28 Days (S28)(4000)
图14.输入静力荷载工况的对话框
输入恒荷载
使用自重功能输入恒荷载。
Load /Self Weight
Load Case Name >恒荷载
Load Group Name >Selfweight
Self Weight Factor > Z (-1)
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目录悬臂法的施工顺序和施工阶段分析 1设定建模环境 3定义截面及材料 4结构建模 9建立预应力箱型梁模型 / 10建立桥墩模型 / 15建立结构群 / 16定义边界群以及输入边界条件 / 20建立荷载群 / 23定义并建立施工阶段 25定义施工阶段 / 25建立施工阶段 / 30输入荷载 / 33使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析悬臂法的施工顺序和施工阶段分析本用户指南将使用“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”中的例题，学习掌握使用一般建模功能做施工阶段分析的步骤。
悬臂法(FCM)的施工顺序一般如下：※本悬臂法桥梁例题为三跨连续梁使用了4台挂篮(F/T)，因此不必移动挂篮。
悬臂法施工阶段分析应该正确反应上面的施工顺序。
施工阶段分析中各施工阶段的定义，在MIDAS/CIVIL里是通过激活和钝化结构群、边界群以及荷载群来实现的。
下面将MIDAS/CIVIL中悬臂法桥梁施工阶段分析的步骤整理如下。
1.定义材料和截面2.建立结构模型3.定义并构建结构群4.定义并构建边界群5.定义荷载群6.输入荷载1高级应用例题27.布置预应力钢束8.张拉预应力钢束9.定义时间依存性材料特性值并连接10.运行11.确认分析结果在“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”里使用悬臂法桥梁建模助手完成了上述2~8步骤。
在本使用指南中，我们将使用一般功能完成上述施工阶段分析的1~8步骤。
步骤9~11的方法与“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”相同，在本使用指南章节中将不赘述。
使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析3设定建模环境为了做悬臂法桥梁的施工阶段分析首先打开新项目( 新项目)以‘FCM.mcb ’名字保存(保存)文件。
然后将单位体系设置为‘tonf ’和‘m ’。
该单位体系可以根据输入的数据类型随时随意地更换。
文件 / 新项目 文件 /保存 ( FCM )工具 / 单位体系长度 > m ; 力 > tonf图1 设定单位体系单位体系也可以在程序窗口下端的状态条中的单位选择按钮()中选择修改。
高级应用例题4 定义截面及材料定义预应力箱型梁、桥墩、钢束的材料。
模型 / 特性值 /材料类型 > 混凝土 ; 规范 > KS-Civil(RC) 数据库 > C400 ↵类型 > 混凝土 ; 规范 > KS-Civil(RC)数据库 > C270 ↵名称 (钢束) ; 类型 > 由用户定义 ; 规范 > None 分析数据弹性模量 (2.0e7) 线膨胀系数 (1.0e-5) ↵图2 定义材料特性对话框使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析5将桥墩截面定义为用户类型后定义预应力箱型梁截面。
使用变截面群功能将变截面区段定义为群，用户输入两端部的截面后程序会自动生成内部截面。
因此用户不需要按桥梁段输入预应力箱型桥梁截面，只需使用变截面群功能输入支座处和跨中截面，程序自动会计算出整个桥梁的截面变化。
首先定义桥墩截面。
模型 / 特性值 /截面数据库/用户 表单截面号 (1) ; 名称 (桥墩)截面形状 > 实心矩形 ; 用户 > H (1.8), B (8.1)图3 定义截面特性对话框高级应用例题6 参照图4定义跨中预应力箱型梁截面。
模型 / 特性值 / 截面箱型梁表单截面号 (2) ; 名称 (跨中)截面类型 > 单箱单室 ; 查看选项 > 截面大样 变截面点 开/关 > JO1 (开)偏心 > 中央-上部外轮廓表单HO1 (0.25) ; HO2 (0.35) ; HO3 (2.1) BO1 (2.8) ; BO1-1 (1.05) ; BO3 (3.55)内轮廓表单变截面点 开/关 > JO1 (开), JI1 (开), JI5 (开)HI1 (0.275) ; HI2 (0.325) ; HI3 (1.59) HI4 (0.25) ; HI5 (0.26) BI1 (3.1) ; BI1-1 (1.35) BI3 (3.1) ; BI3-1 (1.85)查看选项 > 实际截面图4 定义跨中截面考虑桥梁截面为变截面，定义偏心为中央-顶可以正确反应预应力箱型桥梁截面的变化。
在查看选项中选择实际截面可以观察实际输入的截面形状。
1.8501.2504502502.1002503501.3501.7504501.7501.0501.050 1.7502.8003.5502601.5902753253.100使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析7参照图5定义支座位置预应力箱型梁截面。
模型 / 特性值 /截面箱型梁表单截面号 (3) ; 名称 (支座)截面类型 > 单箱单室 ; 查看 > 截面大样 变截面点 开/关 > JO1 (开) 偏心 > 中央-上部外轮廓表单HO1 (0.25) ; HO2 (0.35) ; HO3 (6.4) BO1 (2.8) ; BO1-1 (1.05) ; BO3 (3.55)内轮廓表单变截面点 开/关 > JO1 (开), JI1 (开), JI5 (开)HI1 (0.275) ; HI2 (0.325) ; HI3 (5.3) HI4 (0.25) ; HI5 (0.85) BI1 (3.1) ; BI1-1 (1.35) BI3 (3.1) ; BI3-1 (1.85)图5 定义支座处截面1.8501.2504502506.4002503501.3501.7504501.7501.0501.0501.7502.8003.5508505.3002753253.100高级应用例题8使用输入的截面号分别为2号和3号的预应力箱型梁截面生成变截面类型。
模型 / 特性值 / 截面变截面表单截面号(4) ; 名称(跨中-支座)截面类型 > PSC-1 Cell ;变截面点开/关 > JO1 (开)截面-I > (跨中)截面-j > (支座)截面沿y轴的变化 > 线性;截面沿z轴的变化 > 线性偏心 > 中央-上部截面号(5) ; 名称(支座-跨中)截面类型 > PSC-1 Cell ;变截面点开/关 > JO1 (开)截面-I > (支座)截面-j > (跨中)截面沿y轴的变化 > 线性;截面沿z轴的变化 > 线性偏心 > 中央-上部图6 变截面的构成为了使用变截面类型生成变截面群，应先定义变截面。
因为制作曲线模板非常困难，所以在一个桥梁段内按直线变化考虑。
在变截面表单中将截面变化定义为线性并将一个桥梁段看作一个梁单元。
使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析结构建模使用MIDAS/CIVIL的一般功能建立悬臂法桥梁模型。
为了做施工阶段分析，在定义了施工阶段之后，MIDAS/CIVIL将在两个作业模式(基本阶段和施工阶段)内运作。
在基本阶段模式中，用户可以输入所有结构模型数据、荷载条件以及边界条件，但不在此阶段做结构分析。
施工阶段模式是能做结构分析的模式。
在施工阶段模式中，除了各施工阶段的边界条件和荷载之外，用户不能编辑修改结构模型。
施工阶段不是由个别的单元、边界条件或荷载组成的，而是将单元群、边界条件群以及荷载群经过激活和钝化处理后形成的。
在施工阶段模式中可以编辑包含于处于激活状态的边界群、荷载群内的边界条件和荷载条件。
悬臂法桥梁的施工阶段荷载(钢束的预应力、挂篮荷载、桥梁段自重等)条件非常复杂，所以一般在基本阶段模式中建立结构模型和边界条件，在施工阶段模式中输入各施工阶段的荷载。
建模的步骤如下。
1.建立预应力箱型梁模型2.建立桥墩模型3.定义时间依存性材料并与材料连接4.建立结构群5.建立边界群并输入边界条件6.建立荷载群高级应用例题建立预应力箱型梁模型参照图7建立预应力箱型梁模型。
将每个桥梁段看作一个梁单元，以零号块和桥墩的交点、桥墩和桥墩的中心距离为基准分割单元。
满堂支架法区段应考虑下部钢束的锚固位置分割单元。
图7 桥梁段的划分使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析首先建立节点后使用扩展单元功能建立预应力箱型梁右班跨模型。
正面, 自动对齐 (开), 捕捉点栅格 (关)捕捉轴网 (关), 捕捉节点 (开), 捕捉单元 (开)模型 / 节点 / 建立节点坐标 (x, y, z) ( 0, 0, 0 )↵模型 / 单元 / 扩展单元全选扩展类型 > 节点→线单元单元类型 > 梁单元 ; 材料 > 1: C400截面 > 2: 跨中 ; 生成类型 > 移动和复制间距类型 > 不等间距 ; 轴 > x间距( 2@1, 4@4.25, 2@1, 12@4.75, 4, 2@0.9, 2@1.2,2@0.9, 4, 12@4.75, 1 )↵图8 生成右半跨梁单元高级应用例题使用镜像功能将生成的右半跨梁单元对称复制。
为了将对称复制的左侧的梁单元的坐标轴与右侧梁单元的坐标轴一致，选择反转单元坐标轴选项。
模型 / 单元 / 镜像全选模型 > 复制 ; 对称平面 > y-z平面x轴位置 : ( 150 )反转单元坐标轴 (开)(150)图9 对称复制梁单元使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析使用选择属性-单元 功能和工作树形菜单功能修改变截面区段和零号块梁单元截面。
考虑到合龙段的支模一般将与合龙段连接的桥梁段12设计为等截面，所以将桥梁段1 11和零号块端部单元的截面修改为变截面。
由跨中向支座变化的截面修改为跨中-支座截面，由支座向跨中变化的截面修改为支座-跨中截面，零号块截面修改为支座截面。
树形菜单 > 工作表单选择属性-单元 ( 10 to 21, 69 to 80 ) 工作 > 特性值 > 截面 > 4: 跨中-支座 拖放选择属性-单元 ( 28 to 39, 51 to 62 ) 工作 > 特性值 > 截面 > 5: 支座-跨中 拖放选择属性-单元 ( 22 to 27, 63 to 68 ) 工作 > 特性值 > 截面 > 3: 支座 拖放图10 修改截面DDE E E n n n t t t e e e r r r 键键键 E E E n n n t t t e e e r r r 键键键 E E E n n n t t t e e e r r r 键键键 拖 放高级应用例题使用 变截面群功能将变截面区段的梁单元指定为变截面群。
模型 / 特性值 /变截面群群名称 (1stspan) ; 单元列表 ( 10 to 21 ) 截面形状变化 > z-轴 > 多项式 ( 2.0)对称平面 > 从 > i ; 距离 ( 0 )群名称 (2ndspan1) ; 单元列表 ( 28 to 39 ) 截面形状变化 > z-轴 > 多项式 ( 2.0)对称平面 > 从 > j ; 距离 ( 0 )群名称 (2ndspan2) ; 单元列表 ( 69 to 80 ) 截面形状变化 > z-轴 > 多项式 ( 2.0)对称平面 > 从 > i ; 距离 ( 0 ) 群名称 (3rdspan) ; 单元列表 ( 51 to 62 ) 截面形状变化 > z-轴 > 多项式 ( 2.0)对称平面 > 从 > j ; 距离 ( 0 ) 标准, 消隐 (开)图11 指定变截面群指定变截面群时，程序将根据两端部的截面自动计算出内部变截面的截面特性。