MIDAS预应力连续梁的施工阶段分析
迈达斯Midas_civil_梁格法建模实例
混凝土收缩变形率: 程序计算
荷载
静力荷载
>自重
由程序内部自动计算
>二期恒载
桥面铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等
具体考虑：
桥面铺装层：厚度80mm的钢筋混凝土和60mm的沥青混凝土，钢筋混凝土的重力密度为25kN/m3, 沥青混凝土的重力密度为23kN/m3。每片T梁宽2.5m，所以铺装层的单位长度质量为：
> 混凝土
采用JTG04（RC）规范的C50混凝土
>普通钢筋
普通钢筋采用HRB335(预应力混凝土结构用普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采用带肋钢筋既HRB系列)
>预应力钢束
采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860
钢束(φ15.2 mm)（规格分别有6束、8束、9束和10束四类）
钢束类型为:后张拉
图7. 跨中等截面
模型/材料和截面特性/ 截面
数据库/用户> 截面号(3); 名称(端部变截面右)
截面类型>变截面>PSC-工形
尺寸
对称:(开)
拐点： JL1(开)
尺寸I
S1－自动(开),S2－自动(开),S3－自动(开),T－自动(开)
HL1:0.20;HL2:0.06 ;HL2-1: 0;HL3:1.28;HL4:0.17;HL5:0.29
（0.08×25+0.06×23）×2.5=8.45kN/m2.
护墙、栏杆和灯杆荷载：以3.55kN/m2计。
二期恒载＝桥面铺装＋护墙、栏杆和灯杆荷载＝8.45+3.55＝12kN/m2。
>预应力荷载
分成正弯矩钢束和负弯矩钢束
典型几束钢束的具体数据：
Midas预应力混凝土连续箱梁分析算例课件
MIDAS软件是一款功能强大的有限元 分析软件，可以对预应力混凝土连续 箱梁进行精确的建模和分析，为桥梁 设计提供可靠的技术支持。
预应力混凝土连续箱梁的设计和施工 需要综合考虑多种因素，包括结构形 式、材料特性、施工方法等，以确保 桥梁的安全性和经济性。
展望
随着科技的不断进步和工程实 践的积累，预应力混凝土连续 箱梁的设计和施工将不断得到
预应力体系
通过在混凝土浇筑前施加 预压应力，改善了结构的 受力性能，提高了梁的承 载能力和稳定性。
横向联系
连续箱梁采用横隔板和横 梁等横向联系构件，确保 了结构的整体稳定性。
预应力混凝土连续箱梁的设计原理
力学分析
根据结构力学原理，对连 续箱梁进行受力分析，确 定各截面的弯矩、剪力和 扭矩等。
预应力设计
特殊情况处理
针对模型中可能出现的特殊情况， 如施工阶段、预应力张拉等，说明 处理方法。
计算结果分析
01
02
03
04
变形分析
分析模型在受力后的变形情况 ，包括挠度、转角等。
应力分析
分析模型中的应力分布和大小 ，包括正应力和剪应力。
预应力张拉分析
针对预应力张拉的情况，分析 张拉后的应力分布和损失。
结果对比
优化和完善。
未来可以进一步研究新型材料 和结构形式在预应力混凝土连 续箱梁中的应用，以提高桥梁
的性能和耐久性。
有限元分析软件的功能和精度 将不断提升，为预应力混凝土 连续箱梁的分析和设计提供更 加可靠的技术支持。
未来可以通过加强科研合作和 技术交流，推动预应力混凝土 连续箱梁领域的创新和发展， 为我国桥梁事业的发展做出更 大的贡献。
05 参考文献
CHAPTER
midas施工阶段分析
目录Q1、施工阶段荷载为什么要定义为施工阶段荷载类型 (2)Q2、 POSTCS阶段的意义 (2)Q3、施工阶段定义时结构组激活材龄的意义 (2)Q4、施工阶段分析独立模型和累加模型的关系 (2)Q5、施工阶段接续分析的用途及使用注意事项 (2)Q6、边界激活选择变形前变形后的区别 (3)Q7、体内力体外力的特点及其影响 (4)Q8、如何考虑对最大悬臂状态的屈曲分析 (4)Q9、需要查看当前步骤结果时的注意事项 (5)Q10、普通钢筋对收缩徐变的影响 (5)Q11、如何考虑混凝土强度发展 (5)Q12、从施工阶段分析荷载工况的含义 (5)Q13、转换最终阶段内力为POSTCS阶段初始内力的意义 (6)Q14、赋予各构件初始切向位移的意义 (6)Q15、如何得到阶段步骤分析结果图形 (6)Q16、施工阶段联合截面分析的注意事项 (6)Q17、如何考虑在发生变形后的钢梁上浇注混凝土板 (7)Q1、施工阶段荷载为什么要定义为施工阶段荷载类型A1．“施工阶段荷载”类型仅用于施工阶段荷载分析，在POSTCS阶段不能进行分析。
如果将在施工阶段作用的荷载定义为其他荷载类型，则该荷载既在施工阶段作用，也在成桥状态作用。
在施工阶段作用的效应累加在CS合计中，在成桥状态作用的荷载效应以“ST荷载工况名称”的形式体现。
因此为了避免相同的荷载重复作用，对于在施工阶段作用的荷载，其荷载类型最好定义为施工阶段荷载。
注：荷载类型“施工荷载”和“恒荷载”一样，都属于既可以在施工阶段作用也可以在POSTCS阶段独立作用的荷载类型。
Q2、P OSTCS阶段的意义A2．POSTCS是以最终分析阶段模型为基础，考虑其他非施工阶段荷载作用的状态。
通常是成桥状态，但如果在施工阶段分析控制数据中定义了分析截止的施工阶段，则那个施工阶段的模型就是POSTCS阶段的基本模型。
沉降、移动荷载、动力荷载（反应谱、时程）都是只能在POSTCS阶段进行分析的荷载类型。
midas例题演示(预应力砼连续梁)
完成建模和定义施工阶段后，在施工阶段分析选项中选择是否考虑材料的时
间依存特性和弹性收缩引起的钢束应力损失，并指定分析徐变时的收敛
条件和迭代次数。
2
④ 时间依存效果 ⑤ 徐变 和收缩 (开) ; 类型
>徐变和收缩⑥ 源自变分析时得收敛把握 ⑦ 迭代次数 ( 5 ) ; 收敛误
4
)
5
② 模型 /边界条件 / 一般支
撑
③ 单项选择(节点 : 1)
2
④ 边界组名称>B-G1
⑤ 选择>添加
⑥ 支撑条件类型> Dy, Dz,
6
Rx (开)
⑦ 同上操作
⑧ 单项选择 (节点 : 16) ⑨ 边界组名称>B-G1 ⑩ 选择>添加 ⑪ 支撑条件类型>Dx, Dy,
Dz, Rx (开) ⑫ 单项选择 (节点 : 31) ⑬ 边界组名称>B-G2 ⑭ 选择>添加 ⑮ 支撑条件类型> Dy, Dz,
5 6
7 8
9
步骤 3.1 定义构造组
操作步骤 ① 模型>组>定义构造租 ② 定义构造组>名称( S-G )
; 后缀 ( 1to2 ) ③ 定义构造组>名称 ( All ) ④ 单元号显示 (on) ⑤ 窗口选择 (单元 : 1 to
18)
3
⑥ 组>构造组>S_G1 (拖& 放)
⑦ 同上操作 ⑧ 窗口选择 (单元 : 19 to
(N, R)
⑦ 开头收缩时的混凝土材龄
(3)
23 45 67
步骤 2.3 定义材料的时间依存性并连接
操作步骤 ① 模型 / 材料和截面特性 /
Midas预应力混凝土连续箱梁分析算例课件
结构建模助手截和钢筋表单数据的保存和打开 41
将定义好的表单数据 予以保存，点击
另存为…按钮 以便后用
将原先保存的数据 重新打开，以借鉴 已有的经验，减少 重复工作
结构建模助手的文件 后缀为wzd
Fluid Mechanics and Machinery
跨度信息
确定桥梁的跨度信息：端部支点、 22 内部支承的数量及位置、跨经等
分配单元>经由选择的：在模型窗口 中选择单元；号：直接输入单元号
模型窗口选择单元或直接输入单元 号以后，点击 添加/替换按钮，梁 单元的单元号、单元长度、支承位 置信息将会以表格的形式列出。
如果被选单元的i端有一般支承 条件，支承一栏会显示I。被选 单元不是一般支承条件而是其 它的边界条件时，就需用户在 相应位置（I/J）中选择一项来 补充支承一栏的信息
为边界条件建立三个边界节点
19
选择节点31，这是跨中节点
将节点31复制到z=-7.13m处，生成节点62
Fluid Mechanics and Machinery 流 体 力 学 与 流 体 机 械
为边界条件建立三个边界节点
20
选择节点1，61； 这是两端节点
将所选节点复制到z=-2.7m处， 生成节点63,64
这里介绍纵向钢筋表单
定义钢筋纵向布置的起始和终 止位置，定义钢筋横向布置的 数量、直径和间距
Fluid Mechanics and Machinery 流 体 力 学 与 流 体 机 械
纵向钢筋布置的控制参数
39
梁名称：选择在跨度信息里定义好的梁。 如果先前没有定义好梁，点击右侧[…]按钮来定义新的梁
16-Midas Civil应用—变截面预应力连续箱梁
01Midas Civil应用—变截面预应力连续箱梁1、三跨预应力混凝土连续箱梁建模及分析(1)基本概况一座三跨预应力混凝土连续箱梁桥桥梁长度：L=30m+50m+30m=110m，为钢筋混凝土结构；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。
材料特性混凝土：主梁采用C50混凝土，桥墩C40混凝土；钢材：预应力采用“Strand1860”；荷载：自重，程序自动计算；恒荷载：自重；预应力：钢束(φs15.2mm×37)；截面积：Au=5180mm2，孔道直径：80mm；预应力与管道摩擦系数：0.17；张拉控制应力：1395MPa；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-CD。
(2)Midas Civil 连续梁桥分析步骤三跨预应力混凝土连续箱梁分析步骤如下：①设置操作环境及项目信息②定义材料和截面③建立结构三维模型④输入静力荷载⑤输入移动荷载数据⑥输入荷载组合⑦运行结构分析⑧查看分析结果(3)设置操作环境及项目信息打开【工具】/【单位系】/将单位体系设为KN，mm。
该单位可以根据输入数据的种类任意转换。
打开【文件】 /【项目信息】/完善基本信息。
(4)定义材料和截面。
打开【特性】/【截面特性值】/【截面】/【添加】/【设计截面】/【截面类型：单箱单室】，截面号：1，名称：跨中；定义PSC截面钢筋。
打开【特性】/【截面特性值】/【截面管理器】/【钢筋】；添加纵向钢筋：1、类型直线，板顶，Z:0.06m，数量65根，间距0.14m，直径：φ16mm；2、类型直线，板底，Z:0.06m，数量33根，间距0.15m，直径：φ16mm；抗剪钢筋：两端i、j钢筋相同，弯起钢筋（间距1.5m，角度45°，Asb：0.0005㎡）；抗扭钢筋（间距：0.2m，箍筋Asv1：0.0004㎡，纵筋Ast：0.002㎡）；抗剪箍筋（间距：0.2，Asv：0.0008㎡），计算箍筋内表面包围的截面核芯面积（打开），保护层厚度：0.05m，包括翼缘和悬臂。
MIDAS例题---连续梁
4×30m连续梁结构分析对4*30m结构进行分析的第一步工作是对结构进行分析，确定结构的有限元离散，确定各项参数和结构的情况，并在此基础上进行建模和结构计算。
建立斜连续梁结构模型的详细步骤如下。
1. 设定建模环境2. 设置结构类型3. 定义材料和截面特性值4. 建立结构梁单元模型5. 定义结构组6. 定义边界组7.定义荷载组8.定义移动荷载9. 定义施工阶段10. 运行结构分析11. 查看结果12.psc设计13. 取一个单元做横向分析概要：在城市桥梁建设由于受到地形、美观等诸多方面的限制，连续梁结构成为其中应用的最多的桥梁形式。
同时，随着现代科技的发展，连续梁结构也变得越来越轻盈，更能满足城市对桥梁的景观要求。
本文中的例子采用一座4×30m的连续梁结构（如图1所示）。
1、桥梁基本数据桥梁跨径布置：4×30m＝120；桥梁宽度：0.25m（栏杆）＋2.5m（人行道）＋15.0m（机动车道）＋2.5m（人行道）+0.25（栏杆）＝20.5m；主梁高度：1.6m；支座处实体段为1.8m；行车道数：双向四车道＋2人行道桥梁横坡：机动车道向外1.5％，人行道向1.5％；施工方法：满堂支架施工；图1 1/2全桥立面图和1.6m标准断面2、主要材料及其参数2.1 混凝土各项力学指标见表1表12.2低松弛钢绞线（主要用于钢筋混凝土预应力构件）直径：15.24mm弹性模量：195000 MPa标准强度：1860 MPa抗拉强度设计值：1260 MPa抗压强度设计值: 390 MPa拉控制应力：1395 MPa热膨胀系数：0.0000122.3普通钢筋采用R235、HRB335钢筋，直径：8～32mm弹性模量：R235 210000 MPa / HRB335 200000 MPa标准强度：R235 235 MPa / HRB335 335 MPa热膨胀系数：0.0000123、设计荷载取值：3.1恒载：一期恒载包括主梁材料重量，混凝土容重取25 KN/m 3。
midas施工阶段分析
本例题使用一个简单的两跨连续梁模型（图 1）来重点介绍MIDAS/Civil 的施工阶
段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法以及查看分析结果的方法等。
主要包括分析 预应力混凝土结构时定义钢束特性、钢束形状、输入预应力荷载、定义施工阶段等的 方法，以及在分析结果中查看徐变和收缩、钢束预应力等引起的结构的应力和内力变 化特性的步骤和方法。
图1.
分析模型
桥梁概况及一般截面
分析模型为一个两跨连续梁，其钢束的布置如图
2
所示，分为两个阶段来施工
桥梁形式：两跨连续的预应力混凝土梁
桥梁长度：L = 2@30 = 60.0 m
区分
钢束艮坐标
x (m)0122430364860钢束1z (m) 1.50.2 2.6 1.8
钢束2z (m) 2.0 2.80.2 1.5
图2.立面图和剖面图
——1
mJ
m
3
CS2
6 m 6 m
L=30 m L=30 m m
5
1
CS1
12 m。
maidas预应力混凝土梁的施工阶段分析
北京迈达斯技术有限公司CONTENTS概要1桥梁概况及一般截面 2 预应力混凝土梁的分析顺序 3 使用的材料及其容许应力 4 荷载5设置操作环境6定义材料和截面7定义截面8 定义材料的时间依存性并连接9建立结构模型12定义结构组、边界条件组和荷载组13 输入边界条件16输入荷载17输入恒荷载18 输入钢束特性值19 输入钢束形状20 输入钢束预应力荷载23定义施工阶段25输入移动荷载数据30运行分析34查看分析结果35通过图形查看应力35 定义荷载组合39 利用荷载组合查看应力40 查看钢束的分析结果44 查看荷载组合条件下的内力475-1概要本例题使用一个简单的两跨连续梁模型（图1）来重点介绍MIDAS/Civil 的施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法以及查看分析结果的方法等。
主要包括分析预应力混凝土结构时定义钢束特性、钢束形状、输入预应力荷载、定义施工阶段等的方法，以及在分析结果中查看徐变和收缩、钢束预应力等引起的结构的应力和内力变化特性的步骤和方法。
图1. 分析模型桥梁概况及一般截面分析模型为一个两跨连续梁，其钢束的布置如图2所示，分为两个阶段来施工。
桥梁形式：两跨连续的预应力混凝土梁桥梁长度：L = 2@30 = 60.0 m图2. 立面图和剖面图5-2预应力混凝土梁的分析步骤预应力混凝土梁的分析步骤如下。
1.定义材料和截面2.建立结构模型3.输入荷载恒荷载钢束特性和形状钢束预应力荷载4.定义施工阶段5.输入移动荷载数据6.运行结构分析7.查看结果5-35-4使用的材料及其容许应力❑ 混凝土（c40）设计强度：2/400cm kgf f ck =初期抗压强度：2/270cm kgf f ci =弹性模量：Ec=3,000Wc1.5 √fck+ 70,000 = 3.07×105kgf/cm 2 容许应力：❑ 预应力钢束 (ASTM A416-92低松弛270级，Φ15.2mm (0.6" strand)屈服强度： 2py mm /kgf 160=f →strand /tonf 6.22=P y 抗拉强度： 2pu mm /kgf 190=f →strand /tonf 6.26=P u 截面面积： 2387.1cm A p = 弹性模量： 26p cm /kgf 10×0.2=E 张 拉 力： fpi=0.7fpu=133kgf/mm 2锚固装置滑动： mm s 6=∆ 磨擦系数： rad /30.0=μ m /006.0=k5-5荷载❑ 恒荷载自重在程序中按自重输入❑ 预应力钢束(φ15.2 mm ×31 (φ0.6" - 31))截面面积 : Au = 1.387 × 31 = 42.997 cm 2 孔道直径 : 133 mm 张拉力 : 抗拉强度的70%fpj = 0.7 fpu = 13,300 kgf/cm 2 Pi = Au × fpj = 405.8 tonf 张拉后的瞬间损失（程序自动计算）摩擦损失 :)(0)(kL X eP P +⋅=μα30.0=μ, 006.0=k锚固装置滑动引起的损失 : mm 6=I Δc 弹性收缩引起的损失 : 损失量 SP P E A f P ⋅∆=∆ 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 : =o t 5天 混凝土与大气接触时的材龄 : =s t 3天 相对湿度 : %70=RH大气或养护温度 : C T ︒=20 适用规范 : CEB-FIP 徐变系数 : 程序计算混凝土收缩变形率 : 程序计算❑ 活荷载适用规范：城市桥梁设计荷载规范 荷载种类：C-ALC-AD(20)5-6设置操作环境打开新文件(新项目)，以 ‘PSC beam ’ 为名保存(保存)。
MIDAS连续梁有限元分析案例（一）
MIDAS连续梁有限元分析案例（⼀）连续梁有限元分析案例学号：姓名:班级:联系⽅式:⽬录⽬录 (1)1 ⼯程概况 (2)1.1 桥梁基本概况 (2)1.2 主要材料及参数 (2)1.3 设计荷载取值 (2)2 建模内容 (3)2.1 组的定义 (3)2.2 施⼯阶段的定义 (4)2.3 预应⼒布置 (4)3 结果分析 (13)3.1 成桥阶段的结果 (13)3.1.1 成桥阶段的⽀座反⼒ (13)3.1.2成桥后结构的竖向位移 (13)3.1.3 成桥阶段结构的弯矩 (14)3.1.4 成桥阶段的应⼒ (14)3.2 PSC设计结果 (15)3.2.1 施⼯阶段法向压应⼒验算 (15)3.2.2使⽤阶段正截⾯压应⼒验算 (16)3.2.3 使⽤阶段正截⾯抗弯验算 (16)第⼀章⼯程概况1.1 桥梁基本概况（1）桥梁跨径布置：4×30m=120m；（2）桥梁宽度：0.25m（栏杆）+2.5m（⼈⾏道）+15.0m（机动车道）+2.5m（⼈⾏道）+0.25m（栏杆）=20.5m；（3）主梁⾼度：1.6m，⽀座处实体段为1.8m；（4）⾏车道数：双向四车道+2⼈⾏道；（5）桥梁横坡：机动车道向外1.5%，⼈⾏道向内1.5%；（6）施⼯⽅法：逐跨现浇法。
1.2 主要材料及参数（1）混凝⼟选⽤C50混凝⼟，其⼒学指标见表1-1。
（2）预应⼒筋选⽤直径为15.24mm的低松弛钢绞线，其⼒学指标见表1-2。
1.3 设计荷载取值（1）恒载m；⼆期恒载（⼈⾏道、护栏、主要包括材料重量，混凝⼟容重：25KN/3桥⾯铺装等）合计：85KN/m；（2）活载：车辆荷载：公路I级⼈群荷载：3KN/m2；（3）温度⼒系统升温25℃，系统降温-15℃第⼆章 MIDAS建模2.1 组的定义见图2.1所⽰。
结构组8个，跨1包含单元1-24，跨2包含单元25-43，垮3包含单元44-62，跨4包含单元63-78；⽀架1包含节点80-104，⽀架2包含单元104-123，⽀架3包含单元123-142，⽀架4包含单元142-158。
迈达斯预应力混凝土梁桥悬臂施工阶段分析专题
midas Civil 2010
梁桥专题—预应力混凝土梁桥悬臂施工阶段分析
悬臂施工
1、桥梁概要
1.1 桥梁概况
本桥为60+100+60 三跨预应力混凝土连续梁铁路桥。主梁为单箱单室结构，梁宽 12.2m ，桥梁
采用挂篮悬臂灌注法施工。 通过本例题重点介绍midas Civil 软件的施工阶段仿真模拟、施工预拱度的确定等。
定义C26 混凝土的时间依存材料（收缩徐变）
模型 > 材料和截面特性 >时间依存材料>时间依存材料连接
模型 > 材料和截面特性 >时间依存材料>修改单元的材料依存特性
材料的依存特 性与构件的理
论厚度有关
系，而构件的 理论厚度又与
构件的截面有
关系，不同截 面的构件理论
厚度有可能不 同。
8 / 26
定义端支点截面
定义中支点截面
5 / 26
midas Civil 2010
2.2定义截面
梁桥专题—预应力混凝土梁桥悬臂施工阶段分析
悬臂施工
模型 > 材料和截面特性 >截面>设计截面
模型 > 建模助手 >PSC桥 >跨度信息
定义跨中横隔板截面
模型 > 建模助手 >PSC桥 >截面和钢筋>截面
定义C26 混凝土的时间依存材料（收缩徐变）
模型 > 材料和截面特性 >时间依存材料>时间依存材料连接
模型 > 材料和截面特性 >时间依存材料>修改单元的材料依存特性
材料的材料依 存特性与构件
的理论厚度有
关系。
7 / 26
midas-预应力连续梁的施工阶段分析
CONTENTS概要1桥梁概况及一般截面1预应力混凝土梁的分析顺序2使用的材料及其容许应力3荷载4设置操作环境5定义材料和截面6定义截面7定义材料的时间依存性并连接8建立结构模型11定义结构组、边界条件组和荷载组12输入边界条件15输入荷载16输入恒荷载17输入钢束特性值18输入钢束形状19输入钢束预应力荷载22定义施工阶段24输入移动荷载数据28运行分析30查看分析结果31通过图形查看应力31定义荷载组合35利用荷载组合查看应力36查看钢束的分析结果39查看荷载组合条件下的内力421概要本例题使用一个简单的两跨连续梁模型（图1）来重点介绍MIDAS/Civil 的施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法以及查看分析结果的方法等.主要包括分析预应力混凝土结构时定义钢束特性、钢束形状、输入预应力荷载、定义施工阶段等的方法，以及在分析结果中查看徐变和收缩、钢束预应力等引起的结构的应力和内力变化特性的步骤和方法.图1。
分析模型桥梁概况及一般截面分析模型为一个两跨连续梁，其钢束的布置如图2所示，分为两个阶段来施工。
桥梁形式：两跨连续的预应力混凝土梁 桥梁长度：L = 2@30 = 60.0 m2. m预应力混凝土梁的分析步骤预应力混凝土梁的分析步骤如下。
1.定义材料和截面2.建立结构模型3.输入荷载恒荷载钢束特性和形状钢束预应力荷载4.定义施工阶段5.输入移动荷载数据6.运行结构分析7.查看结果2使用的材料及其容许应力❑混凝土设计强度：初期抗压强度：弹性模量：Ec=3,000Wc1.5 √fck+ 70，000 = 3.07×105kgf/cm2❑预应力钢束(KSD 7002 SWPC 7B—Φ15。
2mm （0.6˝strand)屈服强度：→抗拉强度：→截面面积:弹性模量:张拉力: fpi=0.7fpu=133kgf/mm2锚固装置滑动：磨擦系数：3荷载❑恒荷载自重在程序中按自重输入❑预应力钢束（φ15.2 mm×31 （φ0.6˝—31）)截面面积：Au = 1.387 ×31 = 42。
(整理)迈达斯模拟连续梁悬臂施工阶段分析
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。
定义截面及材料定义预应力箱型梁、桥墩、钢束的材料。
Midas连续梁施工阶段分析及PSC设计例题
混凝土湿重（截面特性值计算）
混凝土湿重（荷载计算）
混凝土湿重（荷载施加）
混凝土湿重（荷载施加）
挂蓝荷载（荷载施加）
挂蓝荷载（荷载施加）
施工阶段划分
❖桥墩 （100d/112d） ❖0#块施工（15d/22d） ❖悬臂施工梁段（5d/12d） ❖满堂支架施工梁段（60d/60d） ❖合拢段（10d/30d） ❖长期荷载效应计算（10000d）
1390 Mpa； ❖ 锚固端滑移6mm，松弛系数0.3，摩擦系数
荷载
❖ 二期恒载： ❖ 34.32kN/m。 ❖ 挂篮荷载： ❖ N=800kN，偏心距2.5m，M=2000kNm ❖ 混凝土湿重： ❖ 按实际梁段混凝土重量计算 ❖ 混凝土收缩徐变： ❖ 由程序自动计算
Midas有限元分析步骤
定义箱梁截面（截面修改偏心）
建模
❖ 采用扩展法建立梁单元模型 ❖ 节点直接生成梁单元 ❖ 逐步建立梁单元模型 ❖ 先建点再生成梁单元
建立节点
扩展单元
建立单元模型
建模（满堂支架梁段）
建模（边跨合拢段）
建模（变截面梁段）
建模（变截面梁段）
建模（桥墩支座梁段）
建模（桥墩支座梁段）
建模（镜像生成对称梁段）
施工阶段划分（确定单元组）
施工阶段划分（确定边界组）
施工阶段划分（确定荷载组）
施工阶段划分
施工阶段划分
施工阶段划分
施工阶段划分
定义时间依存材料（收缩徐变）
定义时间依存材料（收缩徐变）
定义时间依存材料（抗压强度）
定义时间依存材料（抗压强度）
定义时间依存材料（材料连接）
修改单元材料依存特性值
Midas连续梁施工阶段分析及 PSC设计例题
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
MIDAS连续梁有限元分析案例(三)
连续梁逐跨现浇法有限元分析目录第一章工程概况 (2)1.1 桥梁基本概况 (2)1.2 主要材料及参数 (2)1.3 设计荷载取值 (2)第二章 MIDAS建模 (4)2.1 组的定义 (4)2.2 施工阶段的定义 (5)2.3 预应力布置 (6)第三章结果分析 (10)3.1 施工阶段结果分析 (10)3.1.1 施工阶段法向压应力验算 (10)3.1.2使用阶段正截面压应力验算 (11)3.1.3 使用阶段正截面抗弯验算 (11)3.2 成桥阶段结果分析 (11)3.2.1成桥阶段的支座反力 (11)3.2.2成桥后结构的竖向位移 (12)3.2.3 成桥阶段结构的弯矩 (12)3.2.4 成桥阶段的应力 (13)第一章工程概况1.1 桥梁基本概况（1）桥梁跨径布置：4×30m=120m；（2）桥梁宽度：0.25m（栏杆）+2.5m（人行道）+15.0m（机动车道）+2.5m（人行道）+0.25m（栏杆）=20.5m；（3）主梁高度：1.6m，支座处实体段为1.8m；（4）行车道数：双向四车道+2人行道；（5）桥梁横坡：机动车道向外1.5%，人行道向内1.5%；（6）施工方法：逐跨现浇法。
1.2 主要材料及参数（1）混凝土选用C50混凝土，其力学指标见表1-1。
（2）预应力筋选用直径为15.24mm的低松弛钢绞线，其力学指标见表1-2。
1.3 设计荷载取值（1）恒载m；二期恒载（人行道、护栏、主要包括材料重量，混凝土容重：25KN/3桥面铺装等）合计：85KN/m；（2）活载：车辆荷载：公路I级人群荷载：3KN/m2；（3）温度力：系统升温25℃，系统降温-15℃第二章 MIDAS建模2.1 组的定义本模型分组见图2-1所示。
共包含结构组12个，边界组11个，荷载组9个。
结构组：jg1~jg4代表“结构1~结构4”，为分段浇筑的四段主梁，其中jg1包含的单元为1to25号单元，jg2包含的单元为26to44号单元，jg3包含的单元为45to63号单元，jg4包含的单元为64to78号单元。
midas建模计算(预应力混凝土连续箱梁桥)
midas建模计算（预应力混凝土连续箱梁桥）midas建模计算（预应力混凝土连续箱梁桥）纵向计算模型的建立1.设置操作环境1.1打开新项目，输入文件名称，保存文件1.2在工具-单位体系中将单位体系设置为“m”,“KN”,“kj”和“摄氏”。
2．材料与截面定义2.1 材料定义右键-材料和截面特性-材料。
C50材料定义如下图所示。
需定义四种材料：主梁采用C50混凝土，立柱、盖梁及桥头搭板采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。
预应力钢绞线采用1860级高强低松弛s 15.24钢绞线。
钢绞线定义时，设计类型：钢材；规范：JTG04（S）；数据库：strand 1860,名称：预应力钢筋2.2 截面定义2.2.1 利用SPC（截面特性值计算器）计算截面信息（1）在CAD中x-y平面内，以mm为单位绘制主梁所有的控制截面，以DXF 格式保存文件；绘图时注意每个截面必须是闭合的，不能存在重复的线段，并且对于组成变截面组的线段，其组成线段的个数应保持一致。
（2）在midas工具中打开截面特性计算器（SPC），在Tools-Setting中将单位设置为“KN”和“mm”；（3）从File-Import-Autocad DXF导入DXF截面；（4）从Model-Section-Generate中选择“Type-Plane”；不勾选“Merge Straight Lines”前面的复选框；Name-根据截面所在位置定义不同的截面名称从而生成截面信息；（5）在Property-Calculate Section Property 中设置划分网格的大小和精度，然后计算各截面特性；（6）从File-Export-MIDAS Section File导出截面特性文件，指定文件目录和名字，以备使用。
2.2.2 建立模型截面（1）右键-材料和截面特性-截面-添加-设计截面，选择设计用数值截面。
单击“截面数据”选择“从SPC导入”，选择刚导出的截面特性文件，并输入相应的设计参数。
Midas例题（梁格法）：预应力混凝土连续T梁桥的分析与设计
Midas例题（梁格法）：预应⼒混凝⼟连续T梁桥的分析与设计北京迈达斯技术有限公司⽬录概要 (3)设置操作环境 (10)定义材料和截⾯特性 (11)建⽴结构模型 (21)PSC截⾯钢筋输⼊ (42)输⼊荷载 (44)定义施⼯阶段 (63)输⼊移动荷载数据 (73)运⾏结构分析 (80)查看分析结果 (81)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。
本例题中的桥梁模型如图1所⽰为⼀三跨的连续梁桥，每跨均为32m。
图1. 简⽀变连续分析模型桥梁的基本数据为了说明采⽤梁格法分析⼀般梁桥结构的分析步骤，本例题采⽤了⼀个⽐较简单的分析模型——⼀座由五⽚预应⼒T梁组成的3×32m桥梁结构，每⽚梁宽2.5m。
桥梁的基本数据取⾃实际结构但和实际结构有所不同。
本例题的基本数据如下：桥梁形式：三跨连续梁桥桥梁等级：I级桥梁全长：3@32＝96m桥梁宽度：12.5m设计车道：3车道图2. T型梁跨中截⾯图图3. T梁端部截⾯图使⽤材料以及容许应⼒> 混凝⼟采⽤JTG04（RC）规范的C50混凝⼟>普通钢筋普通钢筋采⽤HRB335(预应⼒混凝⼟结构⽤普通钢筋中箍筋、主筋和辅筋均采⽤带肋钢筋既HRB系列) >预应⼒钢束采⽤JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860钢束(φ15.2 mm)（规格分别有6束、8束、9束和10束四类）钢束类型为:后张拉钢筋松弛系数(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:0.3管道每⽶局部偏差对摩擦的影响系数:0.0066(1/m)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%>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^2长期荷载作⽤时混凝⼟的材龄:=t5天o混凝⼟与⼤⽓接触时的材龄:=t3天s相对湿度: %RH=70⼤⽓或养护温度: CT=°20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: 程序计算荷载静⼒荷载>⾃重由程序内部⾃动计算>⼆期恒载桥⾯铺装、护墙荷载、栏杆荷载、灯杆荷载等具体考虑：桥⾯铺装层：厚度80mm的钢筋混凝⼟和60mm的沥青混凝⼟，钢筋混凝⼟的重⼒密度为25kN/m3, 沥青混凝⼟的重⼒密度为23kN/m3。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
北京迈达斯技术有限公司CONTENTS概要1桥梁概况及一般截面2预应力混凝土梁的分析顺序3使用的材料及其容许应力4荷载5设置操作环境6定义材料和截面7定义截面8定义材料的时间依存性并连接9建立结构模型12定义结构组、边界条件组和荷载组13输入边界条件16输入荷载17输入恒荷载18输入钢束特性值19输入钢束形状20输入钢束预应力荷载23定义施工阶段25输入移动荷载数据30运行分析34查看分析结果35通过图形查看应力35定义荷载组合39利用荷载组合查看应力40查看钢束的分析结果44查看荷载组合条件下的内力47概要本例题使用一个简单的两跨连续梁模型（图1）来重点介绍MIDAS/Civil的施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法以及查看分析结果的方法等。
主要包括分析预应力混凝土结构时定义钢束特性、钢束形状、输入预应力荷载、定义施工阶段等的方法，以及在分析结果中查看徐变和收缩、钢束预应力等引起的结构的应力和内力变化特性的步骤和方法。
图1. 分析模型1桥梁概况及一般截面分析模型为一个两跨连续梁，其钢束的布置如图2所示，分为两个阶段来施工。
桥梁形式：两跨连续的预应力混凝土梁桥梁长度：L = 2@30 = 60.0 m图2. 立面图和剖面图2预应力混凝土梁的分析步骤预应力混凝土梁的分析步骤如下。
1.定义材料和截面2.建立结构模型3.输入荷载恒荷载钢束特性和形状钢束预应力荷载4.定义施工阶段5.输入移动荷载数据6.运行结构分析7.查看结果34使用的材料及其容许应力❑ 混凝土设计强度：2ck cm /kgf 400=f 初期抗压强度：2ci cm /kgf 270=f弹性模量：Ec=3,000Wc1.5 √fck+ 70,000 = 3.07×105kgf/cm 2 容许应力：❑预应力钢束 (KSD 7002 SWPC 7B-Φ15.2mm (0.6˝strand)屈服强度： 2py mm /kgf 160=f →strand /tonf 6.22=P y 抗拉强度： 2pu mm /kgf 190=f →strand /tonf 6.26=P u 截面面积： 2387.1cm A p = 弹性模量： 26p cm /kgf 10×0.2=E 张 拉力： fpi=0.7fpu=133kgf/mm 2 锚固装置滑动： mm 6=s Δ 磨擦系数： rad /30.0=μ m /006.0=k5荷载❑ 恒荷载自重在程序中按自重输入❑预应力钢束(φ15.2 mm ×31 (φ0.6˝- 31))截面面积 : Au = 1.387 × 31 = 42.997 cm 2 孔道直径 : 133 mm 张拉力 : 抗拉强度的70%fpj = 0.7 fpu = 13,300 kgf/cm 2 Pi = Au × fpj = 405.8 tonf 张拉后的瞬间损失（程序自动计算）摩擦损失 :)(0)(kL X e P P +⋅=μα30.0=μ, 006.0=k锚固装置滑动引起的损失 : mm 6=I Δc 弹性收缩引起的损失 : 损失量 SP P E A f P ⋅∆=∆ 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 : =o t 5天 混凝土与大气接触时的材龄 : =s t 3天 相对湿度 : %70=RH 大气或养护温度 : C °20=T 适用规范 : CEB-FIP 徐变系数 : 程序计算 混凝土收缩变形率 : 程序计算❑活荷载适用规范：城市桥梁设计荷载规范 荷载种类：C-ALC-AD(20)6设置操作环境打开新文件(新项目)，以 ‘PSC beam ’ 为名保存(保存)。
将单位体系设置为 ‘tonf ’和‘m ’。
该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。
文件/ 新项目文件 / 保存 ( PSC beam )工具 / 单位体系长度> m ; 力>tonf图3. 设置单位体系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。
7定义材料和截面下面定义PSC beam 所使用的混凝土和钢束的材料特性。
模型 / 材料和截面特性/材料类型>混凝土 ; 规范>KS-civil(RC) 数据库>C400 ↵名称( Tendon ) ; 类型>用户定义 ; 规范>无 分析数据弹性模量 (2.1e7) ↵图4. 定义材料对话框同时定义多种材料特性时，使用键可以连续输入。
定义截面PSC beam的截面使用比较简单的矩形截面来定义。
模型/材料和截面特性/截面数据库/用户> 截面号( 1 ); 名称(Beam)截面类型>实腹长方形截面>用户H ( 3 ); B ( 2 )偏心>中-下部图5. 定义截面的对话框8定义材料的时间依存性并连接为了考虑徐变、收缩以及抗压强度的变化，下面定义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。
➢28天强度: f ck = 400 kgf/cm2➢相对湿度: RH = 70 %➢理论厚度: 1.2m ( 2A c / u= 2 x 6 / 10 = 1.2 )➢混凝土种类: 普通水泥(N.R)➢拆模时间: 3天模型/材料和截面特性/ 时间依存性材料(徐变& 渐变e)名称(徐变/渐变); 设计标准>CEB-FIP28天材龄抗压强度(4000)相对湿度(40 ~ 99) (70)构件的理论厚度(1.2)混凝土种类>普通水泥(N, R)开始收缩时的混凝土材龄(3)图6. 定义材料的徐变和收缩特性 截面形状比较复杂时，可使用模型>材料和街面特性值>修改单元材料时间依存特性的功能来输入h值。
9混凝土浇筑后随时间变化而逐渐硬化，时间越长其强度越大。
本例题根据CEB-FI P所规定的混凝土强度发展函数考虑了混凝土的这一特性。
模型/ 材料和截面特性/ 时间依存性材料(抗压强度)名称(抗压强度); 类型>设计规范强度发展>规范>CEB-FIP混凝土28天抗压强度(S28) (4000)混凝土类型(a) (N, R : 0.25)图7. 定义随时间变化的混凝土强度发展函数10参照图8将一般材料特性和时间依存材料特性相连接。
即，将时间依存材料特性赋予相应的材料。
模型/ 材料和截面特性/ 时间依存材料连接时间依存材料类型>徐变/收缩>徐变/收缩强度进展>抗压强度选择指定的材料>材料>1:C400 选择的材料图8. 连接时间依存材料特性11建立结构模型利用建立节点和扩展单元的功能来建立单元。
点格(关) ; 捕捉点(关) ; 捕捉轴线(关)正面; 自动对齐模型>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; 材料>1:C400;截面> 1: Beam 生成形式>复制和移动复制和移动>等间距>dx,dy,dz>(2, 0, 0)复制次数>(30)图9. 建立几何模型1213定义结构组、边界条件组和荷载组为了进行施工阶段分析，将在各施工阶段(construction stage)所要激活和钝化的单元和边界条件定义为组，并利用组来定义施工阶段。
组>结构租 >新建…定义结构组>名称( S-G ) ; 后缀 ( 1to2 )定义结构组>名称 ( All )单元号 (on)窗口选择 (单元 : 1 to 18) 组>结构组>S_G1 (拖&放) 窗口选择 (单元 : 19 to 30) 组>结构组>S_G2 (拖 & 放) 全选组>结构组>All (拖 &放)图10. 定义结构组(Structure Group)CDrag & DropS-G1S-G2为了利用 桥梁内力图 功能查看分析结果而将其定义为组。
新建边界组边界组名称的建立方法如下。
组>边界组>新建…定义边界组>名称( B-G ); 后缀( 1to2 )图11. 建立边界组(Boundary Group) C14新建荷载组恒荷载组和预应力荷载组名称的新建方法如下。
组>荷载组>新建…定义荷载组>名称( Selfweight )定义荷载组>Name ( Tendon ); 后缀( 1to2 )图12. 建立荷载组(Load Group) C15输入边界条件边界条件的输入方法如下。
单元号(关) ; 节点号(开)模型/边界条件/ 一般支撑单选(节点: 1)边界组名称>B-G1选择>添加支撑条件类型>Dy, Dz, Rx (开) ↵单选(节点: 16)边界组名称>B-G1选择>添加支撑条件类型>Dx, Dy, Dz, Rx (开) ↵单选(节点: 31)边界组名称>B-G2选择>添加支撑条件类型>Dy, Dz, Rx (开) ↵图13. 定义边界条件16输入荷载本例题针对恒荷载和预应力荷载进行施工阶段分析。
移动荷载分析则需另行输入移动荷载数据。
荷载/ 静力荷载工况名称(恒荷载)类型(施工阶段荷载)↵名称(预应力1)类型(施工阶段荷载)↵名称(预应力2)类型(施工阶段荷载)↵图14. 输入静力荷载工况的对话框17输入恒荷载使用自重功能输入恒荷载。
荷载/ 自重荷载工况名称> 恒荷载荷载组名称>自重自重系数> Z (-1)图15. 输入恒荷载18输入钢束特性值荷载/ 预应力荷载/ 预应力钢束的特性值预应力钢束的名称( 钢束); 预应力钢束的类型>内部材料>2: 钢束预应力钢束总面积(0.0042997)或者钢铰线公称直径>15.2mm(0.6＂)钢铰线股数( 31 ) ↵钢束孔道直径(0.133); 松弛系数(45)预应力钢筋与孔道摩擦系数(0.3); 孔道每米局部偏差摩擦系数(0.0066)极限强度(190000); 屈服强度(160000)张拉方法>后张法锚具变性和钢筋内缩值>开始点(0.006); 结束点(0.006) ↵图16. 输入钢束特性值当钢束施加张拉力，维持其一定的应变时，作用到钢束上的张拉应力随时间的推移逐渐减小，这个现象称之为松弛(Relaxation)。
MIDAS/Civil采用Magura公式来考虑钢束的松弛。
松弛系数为该式中与钢材有关的常数，一般钢材取值为10，低松弛钢材取值45。