midas建模连续刚构
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。
MIDAS学习技巧（经典）
MIDAS学习技巧（经典）1、如何利用板单元建立变截面连续梁（连续刚构）的模型？建立模型后如何输入预应力钢束？使用板单元建立连续刚构(变截面的方法)可简单说明如下：1）首先建立抛物线(变截面下翼缘) ；2）使用单元扩展功能由直线扩展成板单元，扩展时选择投影，投影到上翼缘处。
；3）在上翼缘处建立一直线梁(扩展过渡用)，然后分别向横向中间及外悬挑边缘扩展成板单元；4）使用单元镜像功能横向镜像另一半；5) 为了观察方便，在单元命令中使用修改单元参数功能中的修改单元坐标轴选项，将板单元的单元坐标轴统一起来。
在板单元或实体块单元上加预应力钢束的方法，目前设计人员普遍采用加虚拟桁架单元的方法，即用桁架单元模拟钢束，然后给桁架单元以一定的温降，从而达到加除应力的效果。
温降的幅度要考虑预应力损失后的张力。
这种方法不能真实模拟沿钢束长度方向的预应力损失量，但由于目前很多软件不能提供在板单元或块单元上可以考虑六种预应力损失的钢束，所以目前很多设计人员普遍在采用这种简化分析方法。
MIDAS目前正在开发在板单元和块单元上加可以考虑六种预应力损失的钢束的模块，以满足用户分析与设计的要求。
2、如果梁与梁之间是通过翼板绞接，Midas/Civil应如何建模模拟梁翼板之间的绞接？可以在主梁之间隔一定间距用横向虚拟梁连接，并且将横向虚拟梁的两端的弯矩约束释放。
此类问题关键在于横向虚拟梁的刚度取值。
可参考有关书籍，推荐E.C.Hambly写的"Bridge deck behaviour",该书对梁格法有较为详尽的叙述。
3、如果梁与梁之间是通过翼板绞接，Midas/Civil应如何建模模拟梁翼板之间的绞接？可否自己编辑截面形式可以在定义截面对话框中点击"数值"表单，然后输入您自定义的截面的各种数据。
您也可以在工具>截面特性值计算器中画出您的截面，然后生成一个截面名称，程序会计算出相应截面的特性值。
基于Midas Civil的连续刚构桥受力分析
基于Midas Civil的连续刚构桥受力分析摘要：本案例通过Midas软件建立连续刚构桥受力结构模型，对连续刚构桥持久状况正常使用极限状态内力分析，清晰表达出其各使用阶段内力，从而更好地进行内力分析计算，为以后连续刚构桥施工受力分析方案提供理论依据。
关键词：Midas分析；连续刚构桥；内力分析1 工程概况本工程位于广东省，东莞麻涌至长安高速公路路线跨越漳彭运河后，于大娘涡、沙头顶之间跨越淡水河。
淡水河上游接东江北干流和中堂水道，下游汇入狮子洋。
淡水河特大桥设计起点从路线K20+060开始至K21+184终止。
其中主桥为（82+2×140+80）m的连续刚构桥，梁部采用C60混凝土，根部梁高8m，高跨比为1/17.5，跨中梁高为3m，高跨比为1/46.67，跨中根部梁高之比为1/2.67，底板按1.8次抛物线变化，桩基采用9根φ2.2m桩（半幅桥）。
2 主要技术标准本桥采用对称逐段悬臂灌注和支架现浇两种施工方法。
先托架浇注0号块，再对称逐段悬臂浇筑其它块件。
边跨端头块采用支架现浇法施工。
先合拢边跨，再合拢中跨。
中跨采用挂篮合拢。
边跨采用支架施工，先现浇端头块，然后浇筑2m 长合拢段进行边跨合拢。
相关计算参数如下所示：1、公路等级：高速公路，双向八车道。
2、桥面宽度：2×19.85m。
3、荷载等级：公路-I级。
4、设计时速：100km/h5、设计洪水频率：1/300。
6、设计通航水位：H5%＝3.14m。
7、设计基本风速：V10%＝31.3m/s3 计算理论构件纵向计算均按空间杆系理论，采用Midas Civil V7.41进行计算。
（1）将计算对象作为平面梁划分单元作出构件离散图，全桥共划分711个节点和676个单元；（2）根据连续刚构的实际施工过程和施工方案划分施工阶段；（3）根据规范规定的各项容许指标，验算构件是否满足规范规定的各项要求。
4建立计算模型及离散图4.1计算模型主桥主墩采用桩基采用9根φ2.2m桩（半幅桥）。
Midas civil 有限元 简单建模 桥梁
四跨连续刚构桥Midas简单建模●模型介绍本模型为四跨变截面连续刚构桥，跨度30米，墩高12米，桥面宽22米，公铁两用桥：在桥梁中间设置了2道铁路轨道，两侧设置了2道公路路面。
计算简图及梁截面图如下：✓计算简图（单位：m）✓1支点截面图（单位：mm）✓2跨中截面图（单位：mm）✓3支点-跨中变截面（见midas）✓4跨中-支点变截面（见midas）✓5墩截面图（单位：m）●建模过程1材料梁采用GB-civil（RC）中的50号混凝土，墩采用GB-civil（RC）中的30号混凝土。
2截面a)首先在CAD中，分别绘制跨中和支点的梁截面图，通过截面特性计算器导入midas，由于这里在CAD中绘图时用的mm为单位，所以导入时，仍以mm为单位。
通过导入得到了支点梁截面和跨中梁截面。
b)在midas中以二次函数的方式，生成支点-跨中的变截面和跨中-支点的变截面。
c)在midas中用实腹长方形截面生成墩截面。
3节点（详见附录1）1~37均为上部结构的结点。
1、10、19、28、37~67为墩的结点。
4单元（详见附录2）支点设置为2米一个单元，长8米的变截面设为一个单元，跨中每2米一个单元。
1~36为上部结构单元。
墩设置为每2米一个单元。
37~66为墩的单元。
5边界条件43、49、55、61、67为墩底，都设为固定支座。
即111111。
●计算结果1静力荷载工况[1]自重由于材料midas自己计算，可只设方向-1。
[2]二期恒载设为-50kN/m（这里修改单位为kN）。
[3]在第二个墩和第四个墩均设置了-0.01m的沉降。
[4]整体升温单元温度20摄氏度。
[5]局部升温在Z方向和Y方向各设置了5摄氏度的局部温度梯度荷载。
2车道荷载[1]铁路1车辆前进方向设为向后，偏移2.5米。
[2]铁路2车辆前进方向设为向前，偏移-2.5米。
[3]公路1车辆前进方向设为向后，偏移7.5米。
[4]公路2车辆前进方向设为向前，偏移-7.5米。
midas连续梁
设定基本环境打开新文件，以‘连续梁分析.mgb’为名存档。
单位体系设定为‘m’和‘tonf’。
文件/ 新文件文件/ 存档(连续梁分析 )工具 / 单位体系长度> m ; 力 > tonf图 1.2 设定单位体系设定结构类型为 X-Z 平面。
模型 / 结构类型 结构类型> X-Z 平面 ↵设定材料以及截面材料选择钢材GB （S ）（中国标准规格），定义截面。
模型 / 材料和截面特性 /材料 名称( Grade3)设计类型 > 钢材规范> GB(S) ; 数据库> Grade3 ↵模型 / 材料和截面特性 / 截面截面数据截面号 ( 1 ) ; 截面形状 > 箱形截面 ;用户：如图输入 ; 名称> 400×200×12 ↵图 1.3 定义材料 图 1.4 定义截面建立节点和单元为了生成连续梁单元，首先输入节点。
正面,捕捉点 (关), 捕捉轴线 (关) 捕捉节点 (开), 捕捉单元 (开),自动对齐 选择“数据库”中的任意材料，材料的基本特性值（弹性模量、泊松比、线膨胀系数、容重）将自动输出。
参照用户手册的“输入单元时主要考虑事项”模型 / 节点 / 建立节点坐标 ( x, y, z ) ( 0, 0, 0 )图 1.5 建立节点用扩展单元功能来建立连续梁。
模型 / 单元/ 扩展单元全选扩展类型 > 节点 线单元单元属性> 单元类型 > 梁单元材料 > 1:Grade3 ; 截面> 1: 400*200*12 ; Beta 角( 0 )生成形式> 复制和移动 ; 复制和移动 > 任意间距方向> x ; 间距( 3@5/3, 8@10/8, 3@5/3 )图 1.6 建立单元X Z输入梁单元. 关于梁单元的详细事项参照在线帮助的“单元类型”的“梁单元”部分输入边界条件3维空间的节点有6个自由度 (Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)。
Midascivil有限元简单建模桥梁
四跨连续刚构桥Midas简单建模模型介绍本模型为四跨变截面连续刚构桥，跨度30米，墩高12米，桥面宽22米，公铁两用桥: 在桥梁中间设置了2道铁路轨道，两侧设置了2道公路路面。
计算简图及梁截面图如下：计算简图（单位：m）1支点截面图（单位：mm）2跨中截面图（单位：mm）3支点-跨中变截面（见midas）4跨中-支点变截面（见midas）5墩截面图（单位：m）5摄氏度的局部温度梯度荷载。
12建模过程i 材料梁采用GB-civil （RQ 中的50号混凝土，墩采用 GB-civil （RC ）中的30号混凝土。
2截面a ）首先在CAD 中，分别绘制跨中和支点的梁截面图， 通过截面特性方t 算器导入 midas,由于这里在 CAD 中绘图时用的 mm 为单位，所以导入时，仍以 mm 为单位。
通过 导入得到了支点梁截面和跨中梁截面。
b ）在midas 中以二次函数的方式，生成支点 -跨中的变截面和跨中-支点的变截面。
c ） 在midas 中用实腹长方形截面生成墩截面。
3节点（详见附录1） 1~37均为上部结构的结点。
1、10、19、28、37〜67为墩的结点。
4单元（详见附录2）支点设置为2米一个单元，长8米的变截面设为一个单元， 跨中每2米一个单元。
1~36为上部结构单元。
墩设置为每2米一个单元。
37~66为墩的单元。
5边界条件43、49、55、61、67为墩底，都设为固定支座。
即 111111。
计算结果 1静力荷载工况[1]自重由于材料 midas 自己计算，可只设方向-1。
[2]二期恒载设为-50kN/m （这里修改单位为 kN ）。
[3]在第二个墩和第四个墩均设置了 -0.01m 的沉降。
[4]整体升温单元温度20摄氏度。
[5]局部升温在Z 方向和Y 方向各设置了 6车道荷载[1]铁路1车辆前进方向设为向后，偏移 2.5米。
[2]铁路2车辆前进方向设为向前，偏移 -2.5米。
MIDAS学习技巧经典
1、如何利用板单元建立变截面连续梁（连续刚构）的模型？建立模型后如何输入预应力钢束？使用板单元建立连续刚构（变截面的方法）可简单说明如下:1）首先建立抛物线（变截面下翼缘）；2）使用单元扩展功能由直线扩展成板单元，扩展时选择投影，投影到上翼缘处。
；3）在上翼缘处建立一直线梁（扩展过渡用），然后分别向横向中间及外悬挑边缘扩展成板单元；4）使用单元镜像功能横向镜像另一半;5）为了观察方便，在单元命令中使用修改单元参数功能中的修改单元坐标轴选项，将板单元的单元坐标轴统一起来。
在板单元或实体块单元上加预应力钢束的方法，目前设计人员普遍采用加虚拟桁架单元的方法，即用桁架单元模拟钢束，然后给桁架单元以一定的温降，从而达到加除应力的效果。
温降的幅度要考虑预应力损失后的张力。
这种方法不能真实模拟沿钢束长度方向的预应力损失量，但由于目前很多软件不能提供在板单元或块单元上可以考虑六种预应力损失的钢束，所以目前很多设计人员普遍在采用这种简化分析方法。
MIDAS目前正在开发在板单元和块单元上加可以考虑六种预应力损失的钢束的模块，以满足用户分析与设计的要求。
2、如果梁与梁之间是通过翼板绞接，Midas/Civil 应如何建模模拟梁翼板之间的绞接？可以在主梁之间隔一定间距用横向虚拟梁连接，并且将横向虚拟梁的两端的弯矩约束释放。
此类问题关键在于横向虚拟梁的刚度取值。
可参考有关书籍，推荐E.C.Hambly写的"Bridge deck behaviour", 该书对梁格法有较为详尽的叙述。
3、如果梁与梁之间是通过翼板绞接，Midas/Civil 应如何建模模拟梁翼板之间的绞接？可否自己编辑截面形式可以在定义截面对话框中点击"数值"表单，然后输入您自定义的截面的各种数据。
您也可以在工具＞截面特性值计算器中画出您的截面，然后生成一个截面名称，程序会计算出相应截面的特性值。
您也可以从CAD中导入截面（比如单线条的箱型截面，然后在截面特性值计算器中赋予线宽代表板宽4、如果截面形式在软件提供里找不到，自己可否编辑再插入变截面，设计的桥梁是变截面但满足某一方程F （x），且截面形式Midas/civil 需通过SFC计算再填入A I、J等。
迈达斯MIDASCIVIL培训教材-悬臂法助手建连续刚构
※ 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。
使用建模助手做悬臂法(FCM)施工阶段分析
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。
4
3
2
1
주零두号부块
FCFCMM 区구段간
合龙段 Key Seg
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12
φ6˝- 19
一端张拉 일단긴장
P1
하下부部강钢연束 선
一일端단张긴장拉 两양端단张긴장拉
φ6˝- 19
图4 钢束布置简图
3
高级应用例题
4
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：
概要
使用建模助手做悬臂法(FCM)施工阶段分析
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(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。
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. 运行结构分析 11. 确认分析结果
midas经验50条
使用板单元建立连续刚构(变截面的方法)可简单说明如下：
1）首先建立抛物线(变截面下翼缘) ；
2）使用单元扩展功能由直线扩展成板单元，扩展时选择投影，投影到上翼缘处。；
3）在上翼缘处建立一直线梁(扩展过渡用)，然后分别向横向中间及外悬挑边缘扩展成板单元；
5.弯桥支座如何模拟？用FCM建模助手建立弯箱梁桥模型后，生成的是梁单元（类似平面杆系），请问在如何考虑横向的问题？（假如横向设置两个抗扭支座，分别计算每个支座的反力）？采用梁单元能否计算横向的内力和应力（例如扭距、横梁的横向弯距等）？提个建议，因建模后梁单元已赋予了箱型截面，横向尺寸均有，能否程序加入把梁单元自动转换成块单元的功能，那就很方便了。目前国内有个软件就具有这个功能，建模很方便，也很实用，对精确分析斜弯坡桥梁就很方便，避免采用梁格法的繁琐模拟。
4、如果截面形式在软件提供里找不到，自己可否编辑再插入变截面， 如果我设计的桥梁是变截面但满足某一方程F（x），且截面形式Midas/civil里没有，需通过**C计算再填入A、I、J等。也就是说全桥的单元截面都要用ACAD画出来再导入**C，如果我划分的单元较小这样截面就很多很麻烦，**C有没有提供象这种变截面的简单计算方法
FCM虽然生成的是梁单元，但可以进行抗扭计算。假如有双支座，您可以修改为两个支座(在支座位置建立两个节点，并将其沿Z轴复制，连接节点建立弹簧)。 MIDAS软件中的梁单元可以计算扭矩和横梁的横向弯矩。将梁单元的截面建成面单元(也可从DXF文件导入)，然后用单元扩展的功能生成实体块单元即可。 谢谢您的支持！ > 用FCM建模助手建立弯箱梁桥模型后，生成的是梁单元（类似平面杆系），请问在如何考虑横向的问题？（假如横向设置两个抗扭支座，分别计算每个支座的反力）？ > 采用梁单元能否计算横向的内力和应力（例如扭距、横梁的横向弯距等）？ > 提个建议，因建模后梁单元已赋予了箱型截面，横向尺寸均有，能否程序加入把梁单元自动转换成块单元的功能，那就很方便了。目前国内有个软件就具有这个功能，建模很方便，也很实用，对精确分析斜弯坡桥梁就很方便，避免采用梁格法的繁琐模拟。
midas建模连续刚构
目 录
• MIDAS建模简介 • 连续刚构桥简介 • MIDAS建模在连续刚构桥中的应用 • 连续刚构桥的稳定性分析 • 连续刚构桥的抗震性能分析 • 连续刚构桥的施工监控与优化设计
01
MIDAS建模简介
MIDAS软件介绍
MIDAS，全称是“Mixed Data Sampling”，是一款用于分析不同频率和不同样本 间隔的数据的软件。
根据连续刚构桥的设计图纸，在MIDAS软件中创建基本结构模型，包 括桥墩、桥跨、基础等部分。
添加边界条件和荷载
根据实际工程情况，为模型添加适当的边界条件，如固定支座、滑动 支座等，并施加设计荷载，如恒载、活载等。
模拟施工过程
在MIDAS模型中模拟连续刚构桥的施工过程，包括浇筑桥墩、拼装预 制梁段等，以考虑施工过程中的各种因素对结构的影响。
动力分析法
通过分析桥梁的动力响应，评估 桥梁的稳定性，特别适用于分析 地震、风等动态载荷作用下的稳
定性。
基于MIDAS建模的稳定性分析过程
建立MIDAS模型
根据桥梁的几何尺寸、材料属 性、边界条件等，建立MIDAS
模型。
求解稳定性
通过MIDAS软件进行计算，获 得桥梁的内力和位移分布，评 估桥梁的稳定性。
建立MIDAS模型
实时监控数据采集
利用MIDAS软件建立连续刚构桥的有限元 模型，模拟施工过程和受力状态。
通过在施工现场安装传感器和监测设备， 实时采集施工过程中的位移、应变等数据 。
数据处理与分析
优化设计调整
对采集到的数据进行处理和分析，评估施 工状态和结构安全性。
根据监控数据和分析结果，对施工方案和 设计参数进行优化调整，提高施工质量和 效率。
基于MIDAS的大跨度连续刚构桥振动特性分析
求桥 梁 自振 特性 时 ， 般不 考虑 阻尼 的影响 ． 一 令
余 梁高按 １６次抛 物线变 化 ． 梁底 板 厚 由根 部 １ ． 箱 ．
０ｍ过 渡 至跨 中的 ０ ３ 腹板 厚 由根 部 的 ０ ９ ｍ ． ２ ｍ， ．
［ Ｃ］＝ 、 Ｆ｝ ０ 则 得到其 无 阻尼 自振方 程 ，即 ０｛ ＝ ， ［ ｛ ｝ Ｋ］ ６ ＝ ． Ｍ］ ６ ＋［ ｛ ｝ ０
该桥 ＭＩ Ａ Ｄ Ｓ模 型按 １ １比例 建 立． 文 关 注该 ： 本
作 者 简 介 ：张海 波 （ ９ １ ） 男 ， 士 ， 师 ， 要 从 事 材 料 工 程 应 用 研究 １７ 一 ， 硕 讲 主
第 １期
张 海 波 等 ： 于 ＭＩＡ 基 Ｄ Ｓ的 大 跨 度 连 续 刚 构 桥 振 动 特 性 分析
模 态分 析指 确定 结 构 系 统 的振 动 特 性 ， 到 结 得
也就 是式 （ ） ２ 的特征方 程 （ 率方 程 ） ： 频 为
构 的固有频 率和 振 型 ， 它们 是 结 构 承受 动 力 荷 载 中 的重要 参数 ， 同时也 是 结构 其 它 各 类 型动 力 学 分 析 的基 础¨ ． 当前 ， 大跨 度 连 续 刚 构 桥 已成 为 主要 的
究 得 比较少 ． 本文 以某 连续 刚构特 大桥 为背 景 ， 析 分 了此类 桥 的动力 特性 ．
法、 子空 间迭代 法等 ． 本文 采用 了能充 分利用 ［ ］ 和
［ 的稀 疏带 状性 质 的子空 间迭 代法 来求 解 特征 方 Ｋ］ 程 ． 空 间 迭 代 法 的 具 体 求 解 步 骤 可 查 有 关 子
对于 式 （ ） 解广 义 特征 值 问题求 解 方 法 比较 ３求 多 ， 用 的 有 Ｌ ｎｚｓ向 量 迭 代 法 、 迭 代 法 、 ａ— 常 ａ ｃｏ 逆 Ｒｙ ｌｇ ｅ ｈ— Ｒｔ 、ａｏ ｉ 雅 可 比 ） 、 ｉ ｉ ｉ ｚ法 Ｊｃｂ （ 法 Ｒｔ ｚ向量 迭 代
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。
连续刚构桥内力电算辅导(midas)
分组
结构组（单元分组） 边界组 荷载组
施工过程模拟
定义施工步骤
施工过程模拟
连续刚构施工中，一个通 用的施工阶段包含几个子 阶段： 1、混凝土浇筑形成初步强度 模拟方法：激活单元， 并删除上一阶段的湿重 2、预应力张拉 模拟方法：激活拟张拉预 应力荷载。 3、推挂篮 模拟方法：激活下一阶段 的挂篮荷载，钝化本阶段 的挂篮荷载 4、浇筑下一阶段混凝土 模拟方法：激活下一阶段 的湿重。
连续（刚构）预应力混凝土桥 毕业设计电算辅导
徐腾飞 西南交通大学·桥梁工程系 TengfeiXU@
连续梁的施工过程
悬臂浇筑T构， 现浇边跨 边跨合拢 中跨合拢
连续梁的内力过程
毕业设计中内力计算要求 1. 手算并绘制0号块施工至最大悬 臂阶段的内力图； 2. 电算施工过程、成桥，使用阶 段内力。
定义截面
1、看图输入参数 2、熟练后，可采用表格输入 3、利用显示截面特性来验证 输入是否正确
定义变截面
1、点击“导入”，导入之前定 义的截面 2、注意导入的单元I，J两端
定义材料
连接单元
连接相应相应节点，形成单元
约束条件
线位移约束
角位移约束
恒载及施工荷载
1、定义荷载工况
恒载
自重
恒 载
二期恒载 支座沉降
施工荷载
1、湿重（简化为节点荷载） 2、挂篮重量（简化为节点荷载） 注意：荷载组的选择
施工荷载
3、预应力荷载 （内力估算时，不计）
预应力的处理
预应力钢束特性 值
主要用于处理预应力损 失计算，参数输入应查 阅规范及预应力资料。
预应力的处理
用于输入预应力筋的形状即平 弯与竖弯特性。
施工过程手算ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ法
基于MidasCivil的连续刚构桥抗震安全性分析
基于Midas Civil的连续刚构桥抗震安全性分析摘要：桥梁工程作为城市交通中的生命线工程，设计人员对其抗震安全性的研究从未停止。
本文采用Midas Civil建立某高速公路段连续刚构桥的三维空间模型，以公路桥梁抗震设计规范（JTG-T2231-01-2020）为依据，采用反应谱分析法，对桥梁整体在E1、E2地震作用下的抗震性能进行验算分析。
其分析方法及结论可为今后同类型桥梁抗震设计提供参考。
关键词：反应谱法、连续刚构桥地震响应、抗震分析引言我国部分地区直属于两大地震带范围内，地震活动较为频繁[1]。
2008年，汶川发生的8.0级大地震，死亡失踪人数高达8.7万，造成经济损失近6000亿元；2010年，青海玉树发生7.1地震，死亡失踪人数2968人，直接经济损失近150亿元[2]。
灾情之严重让人痛心不已。
随着我国交通事业的蓬勃发展，大量连续刚构桥得以修建，若桥梁在地震作用下遭受破坏，导致震区交通瘫痪，这势必会对震后救援工作造成极大困难，造成的人、财损失将不可估量。
面对地震的突发性、破坏性，桥梁等重要交通建设必须从设计阶段入手，严格把控其抗震安全性能。
一、工程概况某高速公路段60+100+60m三跨变截面连续刚构桥项目，上部结构为预应力混凝土单箱单室箱梁，支点梁高6.8m，跨中梁高3m，采用公路Ⅰ级设计荷载；下部结构为单柱式薄壁空心墩，长8.5m，宽3.2m，桩基础为4根直径1.6m的圆柱桩，桩长15m。
二、计算模型建立采用Midas Civil2021及Midas Civil Designer2021进行建模、分析，C50混凝土箱梁、C40混凝土桥墩和C25混凝土桩基采用梁单元模拟。
全桥共计160个节点，147个单元，所建桥梁三维模型见图1所示。
图1结构模型三、模态分析采用Midas Civil中的多重Ritz向量法进行特征值分析，按照地震波最不利输入方向（顺桥向、横桥）取前100阶振型对桥梁三维有限元模型进行模态分析[3]。
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结构建模——定义边界群以及输入边界条件
建立结构群之前先生成结构群。
建立荷载群
施工阶段荷载有结构自重、钢束的预应力荷载、挂篮(form traveller)自重、混凝土湿重(wet concrete)等四种。当激活结构物的自重时，程序将自动考虑已激活的结构群的自重 。除了自 重以外的其它三种荷载在各个施工阶段要分别输入。各施工阶段的静力荷载如下。 ������ 具有初期材龄的处于激活状态单元的自重(Self) ������ 作用于具有初期材龄的处于激活状态单元上的预应力荷载(PS) ������ 作用于处于激活状态单元端部上的挂篮荷载(FT) ������ 在支模和绑扎钢筋结束后，拆模前处于浇筑状态的混凝土湿重(WC) ������ 考虑了各零号块施工时间差的施工阶段时间荷载(Time) ������
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
定义构件截面
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
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。
悬臂法桥梁施工阶段分析中结构群和边界群的激活和钝化相对于荷载群是比较简单的，荷载群在 结构群被激活时既要激活预应力荷载群和挂篮荷载群，又要激活混凝土湿重荷载群。
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定义并建立施工阶段
悬臂法桥梁施工阶段分析中结构群和边界群的激活和钝化相对于荷载群是比较简单的，荷载群在 结构群被激活时既要激活预应力荷载群和挂篮荷载群，又要激活混凝土湿重荷载群。
概念出现，通过激活和钝化群来建立各施工阶段。为了输入边界条件首先定义边界群。
结构建模——定义边界群以及输入边界条件
输入边界条件。将桥墩下端设置为固端，将预应力箱型梁两端设置成沿桥梁方向的滚动支座。
结构建模——定义边界群以及输入边界条件
为了使桥墩和预应力箱型梁在连接位置有相同的位移，使用弹性连接中连接类型选项中刚性连接 将其连接起来。
将各荷载工况定义为施工阶段荷载类型。
建立荷载群
定义各荷载工况所属的荷载群。
定义并建立施工阶段
在本用户指南中，悬臂法桥梁施工阶段分为桥墩和零号块的施工、桥梁段1∼15的施工、 合龙段1∼3的施工等16个施工阶段(参见图)。按施工阶段施工各桥梁段后，再按桥梁支座→跨 中顺序施工合龙段，即可完成整个桥梁的施工。另外，因为例题中的桥梁为刚构式悬臂法桥 梁，所以各施工阶段的边界条件没有发生变化
定义并建立施工阶段
参照前面所述的施工阶段顺序建立施工阶段CS1。
输入荷载
输入各施工阶段的荷载。施工阶段荷载包括挂篮、混凝土湿重、结构自重、预应力荷载、时 间荷载等。按下列顺序输入施工荷载。 1. 结构自重 2. 挂篮荷载 3. 混凝土湿重 4. 预应力荷载 5. 时间荷载
首先输入结构自重。定义结构物自重以后，将其施加在施工阶段CS1，其它施工阶段的结构 自重将由程序自动加载。
在施工顺序图中，两个桥墩的桥梁段看起来是同时施工，但是在施工序计划表中可以看出桥 墩1的桥梁段比桥墩2的桥梁段提前施工60天。两个桥墩的悬臂桥梁段如果有施工时间差，即 混凝土的材龄有差异的话，其徐变、干缩和预应力损失量也将不同。另外，因为60天的时间 差异，两个桥墩的悬臂梁的挠度也将产生差异。为了最大限度地降低中央合龙段完工时产生 的残留应力，必须正确预测两个桥墩悬臂梁的挠度。所以做施工阶段分析时，必须考虑两个 桥墩的材龄差异。 施工阶段时间荷载功能，可以用来考虑施工时间差的影响。施工阶段时间荷载功能是赋予指定单 元以一定的时间经历(材龄)，从而考虑施工时间差的影响的方法。使用施工阶段时间荷载的施 工阶段的建立步骤如下。 1. 假设同时施工两个桥墩的零号块和桥梁段1∼12。 2. 加载合龙段混凝土湿重(即，将WC-KeySeg1加载在桥墩1的左侧悬臂梁上，将WCKeySeg3 加载在右侧桥墩的右侧悬臂梁上)。 3. 定义施工持续时间为零的施工阶段，将KeySeg1和FSM1激活后，在该施工阶段的 最后1天(Last Day)上给桥墩1侧的单元和FSM1区段施加时间荷载(60天)。 4. 激活KeySeg3和FSM3，加载合龙段(Key Seg2)的湿重。 5. 定义下一阶段并激活合龙段2(KeySeg2)。
输入各施工阶段挂篮荷载。
输入荷载
输入荷载
输入完挂篮荷载后输入混凝土湿重。混凝土湿重可以使用材料表功能计算。使用材料表功能计算 构件的重量之前，首先将变截面群中的截面转换为各个变截面类型。
如图，通过变截面类型，转换生成101∼112截面。
输入荷载
输入混凝土湿重。各施工阶段混凝土湿重的加载位置为悬臂梁端部，大小为垂直方向的桥梁段湿 重和按偏心距离为2.5m计算的y方向弯矩。
使用选择属性单元功能和工作树形菜单功能将生成的结构群分配给梁单元。将定义的结构群钝化 后再定义新的结构群，可以通过激活和钝化随时查看定义的结构群。
结构建模——定义边界群以及输入边界条件
建立模型之后，按桥梁段查看结构群。 给建立的模型输入边界条件。在施工阶段分析中，单元、荷载、边界条件等所有信息都是以群的
定义并建立施工阶段
在建立施工阶段之前首先要定义施工阶段。在施工工序计划表中，计划合龙段的施工时间为 30天，所以将施工阶段CS13、15的持续时间定义为30天。假设合龙段的初期材龄为10天， 则将30-10=20天定义为一个添加步骤。在施工阶段CS17上施加二期恒载，为了考虑长期荷载 引起的徐变和干缩效果，将CS17的持续时间定义为10000天。
连续刚构悬臂法施工实例
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 施工顺序一般如图：
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
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
结构建模——建立预应力箱梁模型
参照下图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。
定义并建立施工阶段
将上述施工顺序与各施工阶段结构群、荷载群、边界群的激活和钝化连接起来，详
细的步骤如下。
1. 施工阶段1 − 激活桥墩、零号块结构群 − 激活边界群 − 第1天: 激活预应力荷载、挂篮荷载、自重 − 第7天: 激活混凝土湿重(桥梁段1) 2. 施工阶段2 − 激活桥梁段1 − 第1天: 钝化施工阶段1的挂篮荷载和混凝土湿重，激活挂篮荷载和预应力荷载 − 第7天: 激活混凝土湿重(桥梁段2) 3. 施工阶段3∼12: 重复施工阶段2的步骤 4. 施工阶段13 − 激活桥梁段12 − 第1天: 钝化施工阶段12的挂篮荷载和混凝土湿重，激活挂篮荷载和预应力荷载 − 第20天: 激活混凝土湿重(合龙段1、3) 5. 施工阶段14 − 激活合龙段1和满堂支架法区段1(FSM 1)의 활성화 − 第1天: 钝化桥墩1的挂篮荷载和合龙段1的混凝土湿重，激活预应力荷载 − 最后1天: 激活桥墩1侧的单元和满塘支架法区段(FSM1)的时间荷载 6. 施工阶段15 − 激活合龙段3和FSM3 − 第一天: 钝化合龙段3的混凝土湿重，激活预应力、合龙段2的混凝土湿重 7. 施工阶段16 − 激活合龙段2 − 第1天: 钝化挂篮荷载和混凝土湿重，激活预应力荷载 8. 施工阶段17 − 第1天: 激活二期恒载
在实际建立施工阶段模型时，按两侧桥墩同时施工经过同样的施工阶段直到施工合龙段之前。在 施工合龙段之前将桥墩1的材龄增加60天。
因为在施工阶段构件的安装和拆除是通过结构群的激活和钝化命令来完成的，所以首先应该将同 时施工的单元分别定义为结构群。
结构建模——建立结构群
建立结构群之前先生成结构群。
结构建模——建立结构群
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。
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。
结构建模——建立结构群
图是悬臂法桥梁的施工顺序和施工工期的计划表。在施工工序计划表中可以看出桥墩1和桥墩2有 60天的施工时间差，所以当施工合龙段时两侧的桥梁段有60天的材龄差。
如图中，在同一施工阶段中荷载加载时间不同时，可以使用添加步骤功能将荷载分步骤激活。 将 挂篮前移、支模以及绑扎钢筋、铺设钢束孔道等所需时间假设为7天，将混凝土养生时间假设 为5天，在各施工阶段中定义1个添加步骤。各施工阶段开始阶段被激活的桥梁段具有5天材龄 并承受预应力荷载和挂篮荷载。