MIDAS钢便桥设计计算分析

栈桥分析北京迈达斯技术有限公司目 录栈桥分析 (1)1、工程概况 (1)2、定义材料和截面 (2)定义钢材的材料特性 (2)定义截面 (2)3、建模 (4)建立第一片贝雷片 (4)建立其余的贝雷片 (8)建立支撑架 (9)建立分配梁 (12)4、添加边界 (17)添加弹性连接 (17)添加一般连接 (19)释放梁端约束 (22)5、输入荷载 (22)添加荷载工况 (22)6、输入移动荷载分析数据 (23)定义横向联系梁组 (23)定义移动荷载分析数据 (23)输入车辆荷载 (24)移动荷载分析控制 (26)7、运行结构分析 (27)8、查看结果 (27)生成荷载组合 (27)查看位移 (28)查看轴力 (29)利用结果表格查看应力 (30)栈桥分析1、工程概况一座用贝雷片搭建的施工栈桥，跨径15m（5片贝雷片），支承条件为简支，桥面宽6米。

设计荷载汽—20，验算荷载挂—50。

贝雷片的横向布置为5×90cm，共6片主梁，在贝雷片主梁上布置I20a分配梁，位置作用于贝雷片上弦杆的每个节点处，间距约75cm。

如下图所示：贝雷片参数：材料16Mn；弦杆2I10a槽钢（C 100x48x5.3/8.5，间距8cm），腹杆I8(h=80mm,b=50mm, tf=4.5mm ,tw=6.5mm)。

贝雷片的连接为销接。

图1 贝雷片计算图示（单位：mm）支撑架参数：材料A3钢，截面L63X4。

分配横梁参数：材料A3钢，截面I20a，长度6m。

建模要点：贝雷片主梁用梁单元，销接释放绕梁端y-y轴的旋转自由度；支撑架用桁架单元；分配横梁用梁单元，与贝雷主梁的连接采用节点弹性连接（仅连接平动自由度，旋转自由度不连接）；车道布置一个车道，居中布置。

2、定义材料和截面定义钢材的材料特性模型 / 材料和截面特性 / 材料/添加材料号：1 类型>钢材；规范：JTJ(S)数据库>16Mn （适用）材料号：2 类型>钢材；规范：JTJ(S)数据库>A3 确认定义截面注：midas/Civil的截面库中含有丰富的型钢截面，同时还拥有强大的截面自定义功能。

模型 / 材料和截面特性 / 截面/添加数据库/用户截面号1；名称：（弦杆）截面类型：（双槽钢截面）选择用户定义，数据库名称（GB-YB）；截面名称：C 100x48x5.3/8.5 C：（80mm）点击适用截面号2；名称：（腹杆）截面类型：（工字形截面）选择用户定义H：（80mm） B1：（50mm） tw：（6.5mm） tf1：（4.5mm）点击适用截面号3；名称：（支撑架）截面类型：（角钢）数据库：（GB-YB）截面：（L 63x4）点击适用截面号4；名称：（分配梁）截面类型：（工字形截面）数据库：（GB-YB）截面：（I 200x100x7/11.4）偏心：（中上部）↵3、建模注：对于直线单元，使用midas Civil 特有的扩展功能可以快速地建立模型。

另，对于钢结构，要善于使用扩展、移动和复制、旋转等功能快速建模。

建立第一片贝雷片生成上下弦杆模型>节点>建立节点 坐标（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>1:16Mn ； 截面>1：弦杆 生成形式>复制和移动复制和移动>任意间距：方向（x ） 间距（90，4@705，90）mm ↵模型>单元>复制和移动全选形式>复制等间距> dx,dy,dz>（0，0，1400）mm复制次数>（1）↵生成竖杆模型>单元>扩展单元选择节点2扩展类型>节点-线单元单元类型>梁单元；材料>1:16Mn；截面>2：腹杆复制和移动>等间距> dx,dy,dz>（0，0，700）mm 复制次数>（2）↵模型>单元>复制和移动选择最新建立的个体形式>复制等间距> dx,dy,dz>（1410，0，0）mm复制次数>（2）↵生成斜杆模型>单元>建立单元类型>一般梁/变截面梁；材料>1:16Mn；截面>2：腹杆节点连接：依次连接节点（15，10），（10，16），（16，3），（3，15）（16，12），（12，17），（17，5），（5，16）生成斜杆（如图所示）建立其余的贝雷片模型>单元>复制和移动全选形式>复制等间距> dx,dy,dz>（3000，0，0）mm复制次数>（4）↵（生成1根贝雷片主梁）模型>单元>复制和移动全选形式>复制等间距> dx,dy,dz>（0，900，0）mm复制次数>（5）↵（生成另外5根贝雷片主梁）建立支撑架建立一联支撑架点击图标菜单平面选择，选择yz平面，x坐标处输入0适用，或用鼠标在图形窗口中点击x=0的任意一个节点，则x=0这个平面被选择，点击图标菜单激活，则在窗口仅显示刚刚选择的x=0平面内的节点和单元。

转换视图为侧视图，如下图所示，依次连接节点，生成两片主梁间的支撑架模型>单元>建立单元类型>桁架单元；材料>2:A3；截面>3：支撑架模型>单元>复制和移动选择刚才生成的支撑架单元形式>复制等间距> dx,dy,dz>（0，900，0）mm复制次数>（4）↵模型>检查结构数据>检查并删除重复输入的单元（删除刚才支撑架复制重叠的单元）注：对于钢结构模型，由于单元较多，容易生成重复单元。

因此，建完模型后，建议使用检查功能，删除重叠的单元，以确保分析的正确性。

（其他结构的分析也建议在分析前执行检查的操作）建立其余的支撑架全部激活所有单元在树形菜单鼠标左键双击截面3:支撑架，则刚刚建立的支撑架单元被选择模型>单元>复制和移动形式>复制等间距> dx,dy,dz>（3000，0，0）mm复制次数>（5）↵建立分配梁切换到正面视图，窗口选择x=0的构件，然后激活模型>节点>复制和移动选择节点8形式>复制等间距> dx,dy,dz>（0，-750，200）mm复制次数>（1）↵模型>单元>扩展单元选择最新建立的个体（快速选中刚才生成的节点）扩展类型>节点-线单元单元类型>梁单元；材料>2:A3；截面>4：分配梁复制和移动>任意间距：方向（y）间距（750，5@900，750）mm ↵（生成第一根分配梁）使用选择新建项目选择刚才生成的分配梁模型>单元>复制和移动（使用复制功能建立余下的分配梁）形式>复制任意间距：方向（x）间距（795，3@705，885，3@705，885，3@705，885，3@705，885，3@705）mm↵建立桥面板利用分配梁单元建立桥面板，选择分配梁并激活（可以使用平面选择功能选择z=1.6m平面）桥面板为钢板，厚度4cm，材料为A3钢。

使用板单元模拟桥面板，首先要定义板单元的厚度参数。

模型>材料和截面特性>厚度添加：厚度号（1），面内面外厚度（0.04m），板偏心（数值，z=-0.02m）建立桥面板单元，切换到顶面视图模型>单元>建立单元类型>板单元，4节点，厚板，交叉分割：节点（开）节点连接（470,630,623,463）以上操作如下图所示——全部激活所有单元，消隐显示如下图——添加弹性连接使用平面选择和激活功能激活x=0平面的单元和节点模型>边界条件>弹性连接连接类型>只受压：SDx（100kN/mm）复制弹性连接：（开）距离> 方向（x）>间距：（795,3@705,885,3@705,885,3@705,885,3@705,885,3@705）mm依次连接分配梁和主梁对应的节点（8,464）、(85,465)、（162,466）、（239,467）、（316, 468）、（393,469）各点，如图所示对应位置。

生成全桥的弹性连接注：勾选复制弹性连接的选项，可以快速复制相同轴线上的连接，加快建模效率。

（特别是长度较长的结构）添加一般支承添加主梁的边界模型>边界条件>一般支承切换到正面视图，窗口选择左下角节点D-all（开），Rz（开），适用。

窗口选择右下角节点Dz（开），Rz（开），适用。

添加桥面板的边界 选择仅显示桥面板单元在树形菜单>结构>板单元上单击右键选择激活模型>边界条件>一般支承节点470：Dx（开），Dy（开）适用节点630：Dy（开）适用节点463：Dx（开）适用以上操作如下图所示——释放梁端约束注：贝雷梁的连接为销接，因此要释放梁端约束。

在midas里可以通过释放梁端约束功能，快捷地完成这部分操作。

（关于单元自由度的释放说明，可参阅帮助文件以及用户手册。

切换到正面视图模型>边界条件>释放梁端部约束类型>相对值My（j-节点）：（开）选择两片贝雷片连接的左边单元，点击适用。

（这里使用交叉线选择可以方便的选中所需单元）5、输入荷载添加荷载工况荷载>静力荷载工况，添加自重荷载>自重>荷载工况名称：（自重）自重系数：z(-1)点击添加6、输入移动荷载分析数据注：因为分配梁上建立了桥面板单元，因此使用车道面来定义移动荷载加载位置。

在树形菜单中选择只激活板单元。

定义移动荷载分析数据荷载 / 移动荷载分析数据/移动荷载规范/china荷载>移动荷载分析数据>车道面>添加车道宽度:6m 与车道基准线的偏心距离:-0.45m 桥梁跨度:15m车轮间距（0m） ............当移动荷载为车辆荷载可以输入实际的车轮间距，为车道荷载时输入0选择两点: (466, 626) ↵输入车辆荷载输入数据库中的标准车辆荷载CH-CD。

荷载 / 移动荷载分析数据 / 车辆车辆 > 添加标准车辆标准车辆荷载 > 规范名称>公路工程技术标准(JTG B01-2003)车辆荷载名称>CH-CD ↵荷载/移动荷载数据分析/ 移动荷载工况荷载工况 ( 移动工况)子荷载工况>车辆组>VL: CH-CD可以加载的最少车道数( 1 )可以加载的最大车道数 ( 1 )车道列表>车道选择的车道列表>车道↵移动荷载分析控制分析 / 移动荷载分析控制加载位置>影响线加载每个线单元上影响线点数量（3）计算位置>杆系单元>内力（最大值＋当前其他内力）(开)，应力（开）计算位置>杆系单元>内力（最大值＋当前其他内力）(开)，应力（开）计算选项>反力，位移，内力（全部）（开）汽车荷载等级> 公路-I级冲击系数> 规范类型(JTG D60-2004),结构基频方法（用户输入），f[Hz](1.3) ↵7、运行结构分析8、查看结果生成荷载组合结果>荷载组合一般>自动生成选择荷载组合>选择规范>钢结构>设计规范：（JTJ021-89）↵查看位移结果>位移>位移等值线荷载工况/荷载组合>MVmin：移动工况位移>Dz显示类型>等值线（开）；变形（开）；图例（开）；变形前（开）适用↵查看轴力结果>内力>梁单元内力图荷载工况/荷载组合：（CBall：gLCB2）内力：Fx（开）等值线（开）；图例（开）适用↵切换视角到左面，窗口选择中间的贝雷梁，激活，即可显示单根贝雷梁的轴力。