midas gts n 三维移动列车荷载案例
midas GTS 铁道移动荷载分析(动力)
路床
加固路基 上部路基 下部路基
粉沙
风化土
软岩
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力）
1
01 材料特性
网格组属性
属性名称(ID) 软岩 风化土 粉沙 下部路基 上部路基 加固路基 路床 类型 平面 平面 平面 平面 平面 平面 平面 材料名称 (ID) 软岩 风化土 粉沙 下部路基 上部路基 加固路基 路床 特性名称 (ID) -
5
7
选择特殊节点，在节点对 应的时间上确认变形图表
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力）
18
2
1
对应节点中载入每个荷载 进行累计由工作表格输出。 列车移动方向被模拟为在 节点间隔为2.5m，速度为1 80km/h，列车移动方向被 定义为美0.05输出一次
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力） 13
12
Step
分析>分析工况
1
MIDAS IT Co., Ltd.
操作过程
2
1）在主菜单里选择【分析】 >分析工况 2）【添加】 3）【名称】处输入“铁道 移动荷载分析”，【类型】 选择“时程分析（线性）” 4）点击“分析控制” 5）频率中输入“10” 6）点击“确定” 7）如图所示，将组数据中 的单元和荷载拖放到“激 活数据” 8）点击【确定】
Step
MIDAS IT Co., Ltd.
网格组名 称 阮岩层 风化土层 分沙层 下部路基 层 上部陆基 层 加固路基 路床
•确认“GTS 2D例题16.gtb”文件中地基材质特性和材料特性
GTS 2D 16铁道移动荷载分析（动力） 2
02
Step
文件>打开
操作过程
08_3D 移动列车荷载时程分析
选择列车荷载施加的节点(即车轮通过点)。 根据火车的方向选择开始和结束的节点。 列车类型设置为“KTX,20 节车”,输入速度 83.33 米/秒。 选择-Z 方向。 动力荷载命名为“列车动力荷载”。 考虑到列车的车轮左右两边都有 , 对另一个目标对象生成动力荷载函 数。 点击“显示图形”,查看各个点的动力荷载函数。
5.2 分析设置
*
:分析 >分析工况 >一般类型
• • • •
分析名称为“特征值”。 求解类型选择“特征值”。 激活所有网格和边界条件。 单击[确定]。
5.3 运行分析
*
•
: 分析 > 分析 > 运行 运行分析
10 | Chapter 10.3D Moving Train Load Time History
Chapter 10.3D Moving Train Load Time History |
7
Basic Tutorials
Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History
• • • • • • ▶表。网格命名。
选择[映射- 区域]表单。 选择“自动映射边界”，选择如下图所示每个区域的四边。 尺寸输入“5”,属性选择“8：仅显示”。 网格组名称输入“路基(2D)”。 点击[适用]。 以相同的方式,生成区域 B～I 的二维网格。 区域 A B C D, E, F G H I 网格命名 路面（2D） 加固路堤（2D） 上层路堤（2D） 底层路堤（2D） 淤泥(2D) 风化土(2D) 软岩(2D)
跟随例题
三维移动列车荷载案例
第 6 部分
分析结果 (特征值 )
▶结果分析表格
*
:结果 >特征值>特征值分析结果表格
midas移动荷载加载
道路条件
设置道路的平整度、坡度等参 数，以考虑道路条件对车辆行 驶的影响。
车辆间距
设置车辆之间的间距，以考虑 车辆之间的相互作用对动态作
用的影响。
CHAPTER 03
MIDAS移动荷载加载实例分析
实际工程案例介绍
工程背景
某高速公路桥梁，需要进行移动荷载加载分析， 以评估桥梁的承载能力和安全性。
工程参数
建筑结构
MIDAS可以模拟地震、风等自然灾 害对建筑结构的动态影响，为建筑 结构的抗震、抗风设计提供依据。
MIDAS的优势与局限性
优势
MIDAS能够模拟和分析复杂的移动荷载作用，提供高精度的结构响应分析结果； 其用户界面友好，易于操作和学习；具有广泛的适用领域和行业认可度。
局限性
MIDAS主要适用于移动荷载的分析，对于静态或准静态问题可能不适用；对于 大规模复杂结构的分析可能存在计算效率问题；需要专业的工程背景和技能来 正确使用和解释分析结果。
在移动荷载加载过程中，注重环保和可持 续发展，采用低能耗、低排放的技术和设 备，降低对环境的影响。
制定和完善移动荷载加载技术的标准和规 范，促进技术的普及和应用。
MIDAS软件未来的改进方向
拓展应用领域
不断拓展MIDAS软件的应用领域，将其应用 于更多类型的结构和工程领域。
优化用户界面
改进MIDAS软件的界面设计，使其更加友好、 易用，降低用户的学习成本。
MIDAS移动荷载加载
CONTENTS 目录
• MIDAS简介 • MIDAS移动荷载加载原理 • MIDAS移动荷载加载实例分析 • MIDAS与其他软件的比较 • MIDAS移动荷载加载的未来发展
CHAPTER 01
midas civil 桥梁荷载试验实例精析
midas civil 桥梁荷载试验实例精析MIDAS CIVIL桥梁荷载试验实例精析在桥梁工程设计中，桥梁荷载试验是非常重要的一项工作。
荷载试验可以验证和评估设计方案的可行性，并确定结构在实际使用中的性能。
本文将对MIDAS CIVIL软件在桥梁荷载试验中的应用进行实例精析。
一、引言桥梁是连接两个地理位置不同的地方的重要交通设施，荷载试验是评价桥梁结构性能的有效方法之一。
MIDAS CIVIL是一款广泛应用于桥梁工程领域的计算机辅助设计和分析软件，它提供了一系列功能强大的工具，用于模拟桥梁在荷载作用下的响应。
二、荷载试验实例假设某市计划修建一座跨径为50米的混凝土板梁桥，设计荷载是桥梁结构设计的基础，可以通过MIDAS CIVIL软件进行荷载试验模拟。
1. 建立模型在MIDAS CIVIL软件中，首先需要建立桥梁的三维结构模型。
通过软件提供的图形界面，可以方便地绘制出桥梁的几何形状，包括主梁、横梁和支座等关键部位。
2. 施加荷载模型建立完成后，需要选择适当的荷载条件进行模拟。
MIDAS CIVIL软件提供了各类标准荷载，如活载、恒载、温度变化荷载等。
在该实例中，我们选择活载和温度变化荷载作为试验条件。
3. 分析模拟MIDAS CIVIL具备强大的有限元分析能力，可以对桥梁模型进行静力、动力和稳定性分析。
通过模拟施加的荷载作用下，桥梁的应力、位移、挠度等重要参数进行计算和分析。
4. 结果评估模拟分析完成后，MIDAS CIVIL软件可以输出桥梁在不同荷载下的响应结果。
通过对比分析桥梁的设计指标和实际响应参数，可以评估桥梁的结构性能，验证设计方案的合理性。
三、实例分析结果通过MIDAS CIVIL软件进行荷载试验模拟，可以得到桥梁在不同荷载条件下的响应结果。
在该实例中，我们针对活载和温度变化荷载进行了分析。
1. 活载荷载通过荷载试验模拟，得到桥梁在活载荷载作用下的应力分布、位移和挠度等参数。
这些参数可以帮助工程师评估桥梁的承载能力，从而判断设计方案的合理性和安全性。
midasgts简单例题
有限元分析在隧道施工中的应用姓名：学号：手机：邮箱：摘要TBM全断面施工是现阶段特别是地铁隧道施工的重要方式之一，其速度快，成型好，支护及时，得到广泛的应用。
隧道的开挖方式和支护永远是隧道施工的重点话题。
隧道类型分为很多，大体上可以分为山岭隧道，浅埋隧道以及水下隧道。
在条件允许时，TBM都可以用作以上隧道的主要施工方式。
而在城市隧道施工过程中，由于一般城市隧道埋藏较浅，而且上层多有建筑物覆盖，所以施工要求较高，一般选取TBM活着浅埋暗挖法进行施工。
而由于浅埋暗挖法施工工期长，施工难度大，故TBM施工称为首选。
MIDAS gts是专门针对岩土问题，主要是基坑，隧道，边坡和渗流，都能进行有效分析计算的商业有限元软件。
在此选取某市政工程的地铁隧道施工，利用MIDAS GTS进行施工阶段模拟。
关键词：TBM，midas gts,隧道盾构法施工简介TBM（Tunnel Boring Machine）-----全断面隧道掘进机，掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业，是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备，具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点，可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工，在中国水利、水电、交通、矿山、市政等隧道工程中应用正在迅猛增长。
软岩TBM适用于软弱性围岩施工的隧道掘进机，是目前城市地铁建设中速度快、质量好、安全性能高的先进技术。
采用盾构机施工的区间隧道，可以做到对土体弱扰动，不影响地面建筑物和交通，减少地上、地下的大量拆迁。
这两种设备的技术开发与应用，在我国地下工程领域具有十分广阔的前景。
TBM施工的优点：（1）快速。
TBM是一种集机、电、液压、传感、信息技术于一体的隧道施工成套设备，可以实现连续掘进，能同时完成破岩、出碴、支护等作业，实现了工厂化施工，掘进速度较快，效率较高。
（2）优质。
TBM采用滚刀进行破岩，避免了爆破作业，成洞周围岩层不会受爆破震动而破坏，洞壁完整光滑，超挖量少。
midas移动荷载加载方式
反力，但交接墩考虑两孔效应叠加）。
2.车道数量：考虑实际的车道数量。 4.特别注意车轮至路缘距离如在定义车道时已考虑这里填0 3.可以勾选中央分隔带考虑双幅桥的情况。
二 横向施加移动荷载加载
各参数的关系
注意： 1. 总效应=（车轮荷载x车道比例系数x纵向宽度）/分布宽度。 2. 程序内部仍然按195kN（100*3/2*1.3）加载，计算各效应时考虑“车道比例系数”。 3. 特别注意：一个车道按两个车轮，间距取1.8m加载，所以表格中的反力结果是（195*4*2）。
三 移动荷载分析工具
3.利用并发反力组结果输出下部计算数据
注： 1. 通过并发反力可以得到 某支座最大反力情况下， 其余支座的对应反力。 2.在进行下部计算过程 中，绝对不可以直接采用 程序反力结果中查得的各 支座最大反力。 3.拱桥分析中建议将桥台 建模分析，不然即使采用 并发反力组计算并发反力 仍很复杂。 98号节点 发生Fz方向 最大反力 时，其余节 点（99节 点）的反力 情况
1.设计车道数量（施工图中的车道数量）。 2.截面可以布置的最多车道数。
公路桥涵设计通用规范 （JTGD60-2004）
一 纵向施加移动荷载
为什么要考虑偏载：
对上述模型分别考虑中载和偏载两种情况,竖向弯矩（My）如下图所示：
6000 4000
2000
外偏(最小) 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 -2000 -4000 -6000 外偏(最大) 中载(最小)
规范相关内容
06_MIDAS GTS NX 分析手册-荷载应变
uS
K FS u F f F u = f A = f K SS S S
(6.1.2)
in the equation above is a determined value and thus the 2nd row of the stiffness matrix does not
u uA = F u S
uF uS
(6.1.1)
: DOF without assigned specified displacement : DOF with assigned specified displacement
The stiffness matrix can also be classified and expressed using the same principle:
1.1
Structural Load Types
Table 6.1.1 Usable loads in GTS NX
Nodal force Nodal forces are the most basic loads and have 3 force component inputs and 3 moment component inputs for each node. The direction can be defined about an arbitrary coordinate system. Pressure load The pressure load is input as a distributed force form for an element face or edge. The surface pressure load is applicable for 2D or 3D elements and the edge pressure load is applicable for 1D or 2D elements. The input direction can be specified as an arbitrary coordinate axis direction, arbitrary vector direction or normal direction. Figure 6.1.1 displays the pressure load acting on various elements.
(完整版)Midas计算实例
中南大学2010年1月1。
概要 (1)2. 设置操作环境 (2)3. 定义材料和截面 (3)4. 建立结构模型 (7)5。
非预应力钢筋输入 (10)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)1. 概要本桥为80+2*112+2＊81+41六跨混凝土预应力连续梁桥。
图1。
分析模型桥梁概况及一般截面桥梁形式：六跨混凝土悬臂梁桥梁长度：L = 80+112+112+80+80+41m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1000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: %RH=70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2。
迈达斯Midascivil梁格法建模实例
术有限公司目录概要 ........................................................................................................................................................... 设置操作环境............................................................................................................................................ 定义材料和截面........................................................................................................................................ 建立结构模型............................................................................................................................................ PSC截面钢筋输入 .................................................................................................................................... 输入荷载 ................................................................................................................................................... 定义施工阶段............................................................................................................................................ 输入移动荷载数据.................................................................................................................................... 输入支座沉降............................................................................................................................................ 运行结构分析 ........................................................................................................................................... 查看分析结果............................................................................................................................................ PSC设计....................................................................................................................................................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。
midas gts n 三维移动列车荷载案例
• 选择[映射-区域]选项卡。 • 选择“自动映射边界”。选择如下图所示每个区域的四边。 • 尺寸输入“5”,属性选择“8：仅二维”。 • 网格组名称输入“路基(2D)”。 • 点击【适用】。
Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History | 7
Basic Tutorials
Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History
Section 3
定义材料及特性
▶表.土体材料.
3.1 土体和结构材料的定义
对于材料的本构模型,土体选择“摩尔-库仑”，路基选择“弹性”,因为不需要考虑它的非 线性。
土体和结构材料定义如下
Basic Tutorials
Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History
三维移动列车荷载案例
Section 1
学习目的及概要
▶列车动力荷载
1.1 学习目的 列车振动是周期加载现象,这是由于火车车轮间隔性地与铁轨发生震动。振动周期与铁轨间 隔及列车速度有关。 列车振动的特点受到各种因素的影响,如车辆、轨道、支撑结构、地面、地下结构等。这些 因素是交互作用,激发和传播的,是比较复杂的振动现象。
5.1 设置边界条件
* ：网格>>单元>>建立 • 在[其他]选项卡中,选择“地面曲线弹簧”。 • 选择所有网格。 • 选择弹性边界,“地基反力系数”输入“1”。 • 点击“固定底部条件”选择,网格命名为“弹性边界”。 • 单击[确定]。
进 行 特 征 值 分 析 ,将 点 的 条 件 定 义 为 弹 性 边 界 。根 据 铁 路 设 计 标 准 的 地 面 反 应 系 数 计 算 弹 簧 边 界 值 。
midas-gts-NX操作实例-移动列车荷载时程分析
三维移动列车荷载案例
三维移动列车荷载案例
第 1 部分
学习目的及概要
1.1 学习目的 列车振动是周期加载现象,这是由于火车车轮间隔性地与铁轨发生震动。 振动周期与铁轨间距及列车速度有关。 列车振动受到各种因素的影响,如车辆、轨道、支撑结构、地面、地下结 构等。这些因素是交互作用,激发和传播的,是比较复杂的振动现象。
• • • • •
根据上图,目标对象―边 S‖。 选择基准线―边 P,Q,R‖。 选择匹配方法―投影‖。 选择 预览按钮检查生成的种子，单击[适用]。 以同样的方式分配播种―T‖,―U‖。
•
*
:几何>顶点与曲线>交叉分割
交叉分割后可在线段交叉位置生成节点。
•
选择所有线，点击[确认]。
4.2 生成网格
*
• • • • ▶尺寸控制与分割数量 表
:网格>>控制>>尺寸控制
通过尺寸控可以得到高质量且网格数量较少的网格划分结果。 参考下表,选择―边线 B1,B2,D1,D2,E1,E2,G1,G2,K1,K2,N1,N2 的路堤。 方法选择―分割数量‖。输入―1‖。 选择 预览按钮检查生成的种子。单击[适用]。 请参考下表确定网格种子。
跟随例题
三维移动列车荷载案例
3.2 定义属性
属性体现网格的物理特性，在网格划分时将分配到网格组上。定义岩土 和结构属性时,首先定义要使用的材料。定义材料之后，确定结构类型和截面 形状(截面刚度)。
▶岩土属性表。
名称 软岩 类型 3D 材料 软岩
风化土 淤泥 3D 3D
底层路 层路 加固路 路面 基 基 基 3D 3D 3D 3D
22 0.5 排水
20 0.5 排水
midas预应力荷载和移动荷载说明
目录Q1、钢束布置形状中坐标轴与适用桥型的关系 (2)Q2、如何进行体外预应力模拟？ (2)Q3、目前程序可以进行哪些移动荷载分析 (2)Q4、车道和车道面定义时的注意事项 (2)Q5、车道单元、虚拟车道、横向联系梁都适用于哪些情况？ (2)Q6、车道定义时桥梁跨度和跨度始点的作用 (3)Q7、车辆荷载定义时车轮宽度的影响 (3)Q8、人群荷载定义时“宽度”的作用 (3)Q9、公路车道荷载和城市车道荷载计算时荷载取值原则 (3)Q10、移动荷载工况定义中单独与组合的应用 (3)Q11、移动荷载分析控制选项 (4)Q12、移动荷载分析时如何得到同时发生反力情况 (4)Q13、公路QC移动荷载分析时的QC加载方法 (5)Q14、移动荷载分析时不能使用的其他功能 (6)Q1、钢束布置形状中坐标轴与适用桥型的关系A1．直线法：适用于所有类型构件的钢束布置；曲线法：仅适用于圆曲线梁上的钢束布置；单元法：仅适用于直梁、斜梁上的钢束布置。
严禁用于弯桥钢束布置中。
Q2、如何进行体外预应力模拟？A2．体外预应力有两种，一种是体外预应力钢筋，一种是体外预应力拉索。
前者用钢束预应力荷载模拟，钢束特性值选择体外；后者通过建立拉索的桁架单元来模拟拉索，并对拉索施加初拉力荷载模拟体外荷载。
用体外预应力钢筋模拟时，体外放大弯矩在线帮助说的很清楚：输入计算抗弯承载力时所需的体外束的有效预应力的增加量。
所输入的预应力增加量将用于预应力混凝土结构的设计中。
这项内容仅在PSC设计的抗弯承载力计算时作为预应力提供的抗弯承载力的一部分存在。
可以不予输入。
体外类型荷载工况是专门针对成桥阶段桁架单元施加初拉力而言的，在成桥阶段，默认桁架单元的初拉力荷载的加载方式为体内力，如果要按体外力形式加载，可以通过设置体外荷载类型来实现。
该功能对其他单元、其他荷载分析不起作用。
在施工阶段，桁架单元初拉力的加载方式是体内还是体外，可以在施工阶段分析控制选项中指定。
MIDAS-整体解决方案-三维移动列车荷载案例
跟随例题三维移动列车荷载案例1.1学习目的列车振动是周期加载现象,这是由于火车车轮间隔性地与铁轨发生震动。
振动周期与铁轨间距及列车速度有关。
列车振动受到各种因素的影响,如车辆、轨道、支撑结构、地面、地下结构等。
这些因素是交互作用,激发和传播的,是比较复杂的振动现象。
通过本例题可以学习如下的主要功能及分析方法： •从二维网格拓展生成三维网格 •特征值分析 •生成移动列车荷载•分析结果——周围环境的振动效应和竖向地面沉降 •分析结果——建立随时间变化曲线 1.2模型和分析总概述本例题主要分析了列车移动荷载通过路堤时，振动荷载对周围结构和地表的影响。
首先建立由三个不同材料构成的地层以及由上面的上部路基、下部路基、加固层生成路基，然后最终在最上层生成道床。
第1部分学习目的及概要▶列车移动荷载Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History Basic Tutorials跟随例题[打开附件中的开始模型(10_train_start)] *:分析>分析工况>设置•设置模型类型、重力方向、初始参数及分析用的单位制。
单位制可以在建模过程及确认分析结果时修改，根据设置的单位制将自动换算参数。
•本例题是把Z 轴作为三维模型的重力方向，单位制使用SI 单位制(kN,m) 。
第2部分分析设置▶分析设置Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History Basic Tutorials3.1定义岩土和结构材料定义材料的本构模型时，岩土选择“莫尔-库伦”。
路基不需要考虑非线性，因此选择“弹性”。
岩土和结构材料定义如下[Unit : kN, m] 名称软岩风化土淤泥底层路基上层路基加固路基路面材料各向同性各向同性各向同性各向同性各向同性各向同性各向同性模型类型莫尔-库伦莫尔-库伦莫尔-库伦莫尔-库伦莫尔-库伦莫尔-库伦弹性一般弹性模量(E) 1.2E+06 2.0E+04 2.0E+04 1.0E+05 3.0E+04 1.3E+05 2.3E+07 泊松比(v) 0.28 0.28 0.35 0.30 0.35 0.25 0.18 容重(r) 22 20 18 20 19 19 25 Ko 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 渗透性容重（饱和）22 20 18 20 19 19 25初始孔隙比0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 排水参数排水排水排水排水排水排水排水非线性粘聚力100 20 100 15 0 -摩擦角37 30 28 40 31 35 - 第3部分定义材料及特性▶表.岩土材料.▶定义岩土材料- 一般▶▶定义岩土材料–渗透性▶▶▶定义岩土材料–非线性跟随例题3.2定义属性属性体现网格的物理特性，在网格划分时将分配到网格组上。
midas GTS在地铁、基坑、隧道工程中的应用
GTS 边界与荷载
荷载条件 • 自重 • 节点集中力、节点弯矩 • 强制位移 • 压力荷载 • 梁单元/连接梁单元荷载 • 节点/单元温度、温度梯度 • 预应力 • 其他工况结果 • 节点质量 边界条件 • 支撑、地面支撑 • 节点水头 • 节点/曲面流量 • 渗流面 • 渗流边界函数 • 非饱和特性函数：渗透率、含水率 • 非固结边界 • 排水边界 • 滑动表面
断面图
临时结构计算 模型
3）拆除该段的水平支撑； 4）施工边墙和顶板。
拆除竖撑竖向位移：8.12mm
施作仰拱竖向位移：9.91mm
拆除横撑竖向位移：9.73mm
施作边墙竖向位移：12.44mm
桩的侧向位移
边桩和支撑轴力
边桩和支撑弯矩
工程说明：
1 50.87
1
1 3
某地铁线区间为大跨段，采用PBA工法施工。大跨段
工程示意图
GTS 计算模型
地基位移变形
筏板弯矩
桩基轴力
北京迈达斯技术有限公司
NO2. 线性静力分析
结构计算简图
结构弯矩
结构轴力
结构剪力
本构模型： 弹性 邓肯-张 横向各向同性 应变软化 特雷斯卡 剑桥模型 范梅塞斯 D-min model 德鲁克-普拉格 节理模型 霍克-布朗 莫尔-库仑 Jardine模型 修正莫尔-库仑
北京迈达斯技术有限公司
北京迈达斯技术有限公司
工程说明：
工程包括14km隧道, 7 个车站和大 约300万m3岩料（挖掘），隧道和 车站通过挖掘和爆破形式实现，支 护形式采用喷锚结构，赫尔辛基地 铁站和区间线部分位于海平面以下， 地铁线多段位于市区（建有高层建 筑及重要结构物）下方。
位移云图
midas gts nx 三维移动列车荷载案例概述
Basic TutorialsChapter 10. 3D Moving Train Load Time HistoryChapter 10. 3D Moving Train Load Time History | 1三维移动列车荷载案例1.1学习目的列车振动是周期加载现象,这是由于火车车轮间隔性地与铁轨发生震动。
振动周期与铁轨间隔及列车速度有关。
列车振动的特点受到各种因素的影响,如车辆、轨道、支撑结构、地面、地下结构等。
这些因素是交互作用,激发和传播的,是比较复杂的振动现象。
在本教程中,会涉及以下概念: •从二维网格拓展生成三维网格。
•特征值分析。
•生成移动列车荷载。
•分析结果——周围的振动效应和垂直地面沉降。
•分析结果——建立随时间变化曲线Section 1学习目的及概要▶列车动力荷载Chapter 10. 3D Moving Train Load Time HistoryBasic Tutorials2 | Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History1.2模型和分析总概述本教程进行动力分析,分析了列车移动荷载通过路堤的时候的振动荷载周围结构的影响和地表响应,火车上行为移动载荷应用于堤防。
分别建立底层、顶层、分层的加固层的路基，最后在最上层加上路面。
Basic TutorialsChapter 10. 3D Moving Train Load Time HistoryChapter 10. 3D Moving Train Load Time History | 3[打开附加开始文件(10 _train_start)]*:分析> 分析工况>设置•设置模型类型,重力方向,初始参数和单元系统。
单位系统可以在建模过程中随时改变甚至在执行分析之后。
输入的参数会自动转换为当下单位系统对应的值。
•本教程是一个三维模型，重力方向是Z 向，使用SI 单位制(kN,m,sec)。
Midas 移动荷载 设置流程
midas Civil 技术资料----移动荷载设置流程目录midas Civil 技术资料1 ----移动荷载设置流程1 一、定义车道线（车道面）2 二、定义车辆荷载5 三、定义移动荷载工况7 四、移动荷载分析控制9 五、运行并查看分析结果12 参考文献14北京迈达斯技术有限公司 桥梁部 2013/05/17本章主要结合中国规范JTG D60-2004[1]进行纵向（顺桥向）移动荷载分析介绍，移动荷载分析主要是计算移动荷载（车道、车辆或人群荷载）在指定路径上（车道线、车道面）移动时产生的各种效应（反力、内力、位移、应力）的包络结果，具体分析过程如下：（1）定义车道线/面；（2）定义车辆荷载--车道荷载、车辆荷载、人群荷载等活荷载；（3）定义移动荷载工况；（4）定义移动荷载分析控制；（5）运行分析并查看结果。
一、定义车道线（车道面）荷载>移动荷载>移动荷载规范-china，定义车道线或车道面，确定移动荷载路径，程序提供车道单元和横向联系梁两种方法，其中，车道单元法是将作用在车道中心线上的荷载换算到车道单元上（换算为集中力和扭矩），单梁模型中常用；而横向联系梁法是将移图1-1车道单元法及横向联系梁法示意图动荷载作用在横梁上，然后由横梁按比例传递到临近的纵梁单元上，梁格模型中常用，此时需要将横梁定义成为一个结构组，传力示意如图1-1所示。
随后即可进行车道线定义，首先是“斜交角”设置，对于斜桥梁格模型可以输入起点和终点的斜交角度，此设置需跟横向联系梁法配合使用，车道单元法不需要设置此项。
“车辆移动方向”，对于直桥，选择三者无差别；如果是斜桥，则车辆移动方向不同，分析结果也不同，故要选择“往返”。
图1-2车道单元法及横梁联系梁法定义图示 “偏心距离”的输入，蓝色虚线为车道中心线的位置，Start-End 为车道单元，以顺桥向为基准，当车道中心线在车道单元的左侧时，偏心距离a 为负值，右侧为正值。
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Basic TutorialsChapter 10. 3D Moving Train Load Time HistoryChapter 10. 3D Moving Train Load Time History | 1三维移动列车荷载案例1.1学习目的列车振动是周期加载现象,这是由于火车车轮间隔性地与铁轨发生震动。
振动周期与铁轨间隔及列车速度有关。
列车振动的特点受到各种因素的影响,如车辆、轨道、支撑结构、地面、地下结构等。
这些因素是交互作用,激发和传播的,是比较复杂的振动现象。
在本教程中,会涉及以下概念: •从二维网格拓展生成三维网格。
•特征值分析。
•生成移动列车荷载。
•分析结果——周围的振动效应和垂直地面沉降。
•分析结果——建立随时间变化曲线Section 1学习目的及概要▶列车动力荷载Chapter 10. 3D Moving Train Load Time HistoryBasic Tutorials2 | Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History1.2模型和分析总概述本教程进行动力分析,分析了列车移动荷载通过路堤的时候的振动荷载周围结构的影响和地表响应,火车上行为移动载荷应用于堤防。
分别建立底层、顶层、分层的加固层的路基，最后在最上层加上路面。
Basic TutorialsChapter 10. 3D Moving Train Load Time HistoryChapter 10. 3D Moving Train Load Time History | 3[打开附加开始文件(10 _train_start)]*:分析> 分析工况>设置•设置模型类型,重力方向,初始参数和单元系统。
单位系统可以在建模过程中随时改变甚至在执行分析之后。
输入的参数会自动转换为当下单位系统对应的值。
•本教程是一个三维模型，重力方向是Z 向，使用SI 单位制(kN,m,sec)。
Section 2设置分析条件▶分析设置Chapter 10. 3D Moving Train Load Time HistoryBasic Tutorials4 | Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History3.1土体和结构材料的定义对于材料的本构模型,土体选择“摩尔-库仑”，路基选择“弹性”,因为不需要考虑它的非线性。
土体和结构材料定义如下[Unit : kN, m]材料 各向同性 各向同性 各向同性 各向同性 各向同性 各向同性 各向同性 一般弹性系数(E) 1.2E+06 2.0E+04 2.0E+04 1.0E+05 3.0E+04 1.3E+05 2.3E+07 泊松比(v) 0.28 0.28 0.35 0.30 0.35 0.25 0.18 单位重量(r)22 20 18 20 19 19 25 Ko 0.50.5 0.5 0.50.5 0.5 0.5 渗透性容重（饱和） 22 20 18 20 19 19 25 初始孔隙比 排水参数 排水排水 排水 排水 排水 排水排水粘着力 100 20 10 0 15 0 - 摩擦角373028403135-Section 3定义材料及特性▶表.土体材料.▶定义岩土材料 - 一般▶▶定义岩土材料 – 渗透性▶▶▶定义岩土材料 – 非线性Basic TutorialsChapter 10. 3D Moving Train Load Time HistoryChapter 10. 3D Moving Train Load Time History | 53.2属性定义属性代表网格的物理性质,并将在网格生成时分配到网格上。
而定义地面和结构属性,首先定义要使用的材料。
定义材料之后，确定结构类型和截面形状(截面刚度)。
名称 软岩 风化土 淤泥 底层路基 上层路基 加固路基 路面 仅二维 类型 3D 3D 3D 3D 3D3D 3D仅二维 材料 软岩 风化土 淤泥 底层路基 上层路基 加固路基 路面 -“仅二维”是土体或路堤的二维网格，之后会用来拓展为三维模型。
因此不需要截面或材料信息。
▶表。
岩土属性。
Chapter 10. 3D Moving Train Load Time HistoryBasic Tutorials6 | Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History本教程的主要目的是学习从二维到三维的网格拓展,定义移动列车荷载,并验证结果。
可以通过打开开始文件，在此文件中基本材料和属性已经预定义了。
4.1几何建模*:主菜单> 导入> DXF 2D(线框)… 导入AutoCAD R13版本的DXF 文件。
• 打开‘10_train.dxf ’. *:几何> 顶点与曲线>交叉分割执行这一步骤开创建线段交叉的节点。
• 选择所有线，单击[确认]。
4.2生成网格*:网格>>控制>>尺寸控制。
可以通过尺寸控制来觉得网格大小，从而得到高质量且网格数量较少的网格划分结果。
• 参考下面图表,选择“边缘B1,B2,D1,D2,E1,E2,G1,G2,K1,K2,N1,N2的路堤。
• 方法选择“分割数量”。
输入“1”。
• 选择预览按钮检查生成的种子。
单击“适用”。
• 请参考下表确定网格种子。
边 方法 分割数量 B1, B2, D1, D2, E1, E2, G1, G2, K1, K2,N1, N2分割数量 1I1, I2, L1, L2 分割数量 3 O1, O2 分割数量 2 A, C 分割数量 6 F, H, J 分割数量 8 M 分割数量 10 P分割数量 12 Q, R 分割数量 2Section 4建模▶表.尺寸控制与分割数量.▶边(A~F)Basic TutorialsChapter 10. 3D Moving Train Load Time HistoryChapter 10. 3D Moving Train Load Time History | 7通过工作目录树>网格控制>尺寸控制,可以看到生成的种子的几何形状。
使用[相同播种线] 基于现有播种信息对其余部分定义网格大小。
*:网格>>网格控制>>相同播种线。
•根据上图,目标对象“边S ”。
• 选择基准线“边P,Q,R ”。
• 选择匹配方法“投影”。
• 选择预览按钮检查生成的种子，单击“适用”。
• 以同样的方式分配播种“T”,“U”。
使用[相同播种线]基于现有播种信息对其余部分定义网格大小。
使用映射网格生成二维网格。
*:网格>>生成>>2D 。
• 选择[映射-区域]选项卡。
• 选择“自动映射边界”。
选择如下图所示每个区域的四边。
• 尺寸输入“5”,属性选择“8：仅二维”。
• 网格组名称输入“路基(2D )”。
•点击【适用】。
▶边(G~R)▶边(Q~U)Chapter 10. 3D Moving Train Load Time HistoryBasic Tutorials8 | Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History•以相同的方式,创建区域B~I 的二维网格。
区域 网格命名 A 路面（2D ） B 加固路堤（2D ） C上层路堤（2D ） D, E, F 底层路堤（2D ） G 淤泥(2D) H 风化土(2D) I软岩(2D)IABCFEDGH如果播种值已经分配给一个对象,网格尺寸的输入来生成网格将不会生效。
然而播种值将被作为一个优先选择。
尽管映射网格不是最方便的建模方法,它有生成高质量的网格的优势。
*：网格>>拓展>>延伸。
沿Y 方向将二维网格拓展生成三维网格。
将50米的总长度划分生成为20个网格单元。
• 选择【2D->3D 】选项卡。
• “选择过滤器”设置为“单元(T)”。
选择“软岩(2D )”。
• 软岩的单元是拓展的模板，在下面的步骤中不会再用到了，点击“删除”选项来删除。
• 选择“y ”作为延伸方向• 【延伸信息】设置为“均匀”,“偏移/次数”。
• 输入“2.5”, “偏移/次数”为“20”。
• 属性指定“软岩”。
• 网格命名为“软岩”。
单击“适用”。
• 以相同的方式,创建三维网格“风化土”、“淤泥”、“底层路堤”、“上层路堤”、“加固路基”、“路面”。
▶表。
网格命名。
▶生成二维网格。
Basic Tutorials Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History▶创建三维网格Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History | 9Chapter 10. 3D Moving Train Load Time HistoryBasic Tutorials10 | Chapter 10. 3D Moving Train Load Time History情形1特征值分析是用来分析结构本身的动态特性。
它也被称为“自由振动分析”。
本教程的阻尼矩阵的确定和在特征值分析得到的第一和第二振型的自然周期将用于时程分析。
5.1设置边界条件*：网格>>单元>>建立• 在[其他]选项卡中,选择“地面曲线弹簧”。
• 选择所有网格。
• 选择弹性边界,“地基反力系数”输入“1”。
• 点击“固定底部条件”选择,网格命名为“弹性边界”。
•单击[确定]。
进行特征值分析,将点的条件定义为弹性边界。
根据铁路设计标准的地面反应系数计算弹簧边界值。
垂直地面反应系数: 3/40()30v v v Bk k -=⋅ 水平地面反应系数: 3/40()30h h hB k k -=⋅在这里,001,,30vo h v v h h k E k B A B A α=⋅⋅= = =Av 和Ah 是垂直和水平方向的横截面。
E0地面弹性模量。
α通常取于1.0。
在GTS NX,可以通过地面曲线弹簧很容易地生成弹性边界。
5.2分析设置*:分析>分析工况>一般类型 • 分析名称为“特征值”。
• 求解类型选择“特征值”。
• 激活所有网格和边界条件。
•单击[确定]。
5.3 进行分析* : 分析> 分析 > 运行•运行分析Section 5设置分析 特征值分析Basic TutorialsChapter 10. 3D Moving Train Load Time HistoryChapter 10. 3D Moving Train Load Time History | 11分析完成后可以开始后处理。