midas钢管混凝土拱桥计算

钢管混凝土拱桥计算日志（一）

（1）计算以2类稳定分析为主要目的，使用Midas和Ansys进行对比，首先要进行静力计算，最后可能还需要进行抗风和抗震计算。

（2）静力计算：漂浮体系，少支架法架拱肋。因此设计阶段在Midas和Ansys都不模拟施工阶段联合截面，认为在混凝土和钢管成为整体后，才参与受力。Midas里第一阶段包括钢管和混凝土拱肋、风撑、端横梁、系杆。受的力就是自重，系杆初张拉。第二阶段上横梁、小纵梁，系杆第2次张拉，吊杆张拉，第三阶段上桥面铺装，计算拱肋预拱度、横梁的安装坐标、吊杆的张拉力，修改模型。最后是移动荷载，计算的目的一个是检算应力和强度，主要目的还是给稳定计算提供基本荷载。而在Ansys则模型和Midas类似，同样3个施工阶段，共节点的2个单元模拟拱肋，系杆和吊杆张拉用降温的方法。

（3）目前，第一个施工阶段已经完成，Midas和Ansys对比合理，系杆张拉力的确定用支座水平位移为0来控制。

（4） midas的小纵梁弹性支撑修正，并在ansys里修改，确定第2次张拉的张拉力。验证施工阶段的内力累计、位移累计计算都是正确的

（5）加桥面铺装，确定第3次系杆张拉力，调整拱肋预拱度，调整吊杆力；

（6）模拟的车辆荷载、确定最大吊杆力和端横梁反力。

（7）稳定、地震计算确定不考虑桥面和吊杆。

钢管混凝土拱桥计算日志（二）

今天仔细的看了很多论文，有了一些体会：

1、钢管混凝土拱桥计算中的特殊问题

（1）铰接桥面系的横向纵向分析，横梁的加载计算方法；

（2）拱的预拱度设置和吊杆力计算；

（3）3向受压状态下混凝土的徐变变形问题（弹模减少？）；

2、稳定分析：

（1）吊装过程仿真分析：主要也是2类稳定分析；现在看来少支架状态下，在钢管上加混凝土的稳定系数，很可能是最危险的；

（2）跨度小的时候拱的预拱度似乎对稳定影响不大；

（3）稳定系数的计算，K=(Pd+a*Ph)/(Pd+Ph)，a是增量系数，分母不考虑非线性。而容许K，看来用K1=恒载1.2活载1.4，混凝土控制时，K2=标号/标准强度。Kf=K1*K2。

（4）非线性稳定，一次性加很多荷载，不一定是最不利，施工过程还是要尽量细，不平衡更可能造成失稳，比如分批上横梁的时候。

（5）使用支架的时候，不仅支架本身刚度，支架是否不对称对稳定有影响，而且支架的基础也有很大影响。

（6）从失稳模态的激发来看，横向风荷载对应的面外单向、不平衡荷载造成的面外扭转、竖向力产生的面内竖向，都是需要考虑的，相应的初始缺陷的设定也要与模态对应。

（7）一种说法是材料非线性的影响比几何非线性要大。实际上，钢管混凝土的材料非线性很难准确考虑的。

钢管混凝土拱桥计算日志（三）

对模型做了很大的修改：

1、把beam44换成了beam4，看来先用一般的单元，计算正确后再用高级单元的思路是必要的，把link10换成了link8，midas里梁截面不考虑剪切变形；

2、同时修改的还包括截面，现在都换成实常量了；

3、对修改后结果进行了详细的对比，首先是密度严格的取值，对比后反力只相差3kN，Ansys 的结果奇怪的不对称，估计是模型上精度问题,pass；

4、系杆张拉力Ansys的初应变是体内力，以4000初拉力，midas为5344.8,Ansys为5402.6。端部位移0.0439和0.0458，可以认为在满足精度的范围内；

5、采用5415.8作为初拉力，阶段最终拉力Midas为5403，Ansys为5410。端部水平位移Ansys0.000179,Midas为0.000417虽然差了3倍，但绝对值差不多。从4里可以看到，即使使用较小的初拉力，最终的拉力还是比较大。以上差别也被认为是精度范围内！

6、Midas考虑剪切变形，Ansys采用beam44,link10，对结果没有任何影响！当然beam44产生一大堆警告是不可避免的了。

7、还是使用beam4，重新调整系杆张拉力为5402.489kN，Midas里精确的位移为0。而Ansys 则还是5410,位移0.000253，看来ansys里因为结构的刚度与Midas不同造成的，Ansys用5410后，端部位移趋近于0。

8、在Midas里修改桁架单元为只受拉桁架、或者索单元，外加初拉力，结果都没有任何变化，但是使用有初拉力定义的索单元时，结果却有了很大的变化，说明这里的初拉力是对应无应力索长的虚拟初拉力。

9、在Midas进行弹性稳定分析，稳定系数6.75,而Ansys的稳定计算系数是2.5，但是Ansys 的一阶模态居然是竖向，看来相对来说Midas的结果更可靠些，继续查找问题中；

10、把模型切换回beam44,这回对了！freq=6.35。也许是截面定义的某一项对稳定计算有较大的影响！

钢管混凝土拱桥计算日志（四）

(对模型继续分析

1、初拉力，对频率有影响，但不大。

2、按照其他人的意见，Pd、Ph用结构自重，计算K比较方便。但是施工过程中拉力也是变的，所以这个拉力看来还是要认为是可变项比较好。