第6章 连续刚构桥建模实例

1.节点边界条件：主要用于约束分析模型中选定节点的自由度。 （1）一般支承（Constraint） （2）弹性支承单元（Spring Support） （3）弹性连接单元（Elastic Link 2单元边界条件：用于处理单元与单元间的内部约束关系。 （1）一般支承（Constraint） （2）弹性支承单元（Spring Support） （3）弹性连接单元（Elastic Link）
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.7 建立结构模型 修改单元的理论厚度 主梁和桥墩建立完成后，就可以通过程序自动计算每个单元的构件理 论厚度—— 树形菜单/单元/修改单 元的材料时间依存特性 选项>添加/替换 单元依存材料特性>构件 的理论厚度、自动计算(开) 规范>中国标准 公式为：a( 0.5 ) 全选 适用↵
定义结构组>名称( 边跨临时约束)
定义结构组>名称(成桥约束) 定义结构组>名称(桥墩约束) …….
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.7 建立结构模型 使用选择属性单元功能和工作树形菜单功能将生成的边界组 分配给相应节点。
拖放
连续刚构悬臂施工法建模实例
6.7 建立结构模型
建立边界条件 Midas/civil 将结构中的所有外部边界条件和内部约束关系统称为 “边界条件”，边界条件既可以从主菜单中输入，也可以从树形菜 单中输入。这些边界条件大概可以分为两类：
2
本例选的是 变截面来计 算理论厚度
计算公式中的a代表在பைடு நூலகம்心截面在 构件理论厚度计算时，空心部分截面 周长对构件与大气接触的周边长度计 算的影响系数；
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.5 定义时间依存材料 定义混凝土时间依存材料特性时还需注意以下事项：
（1）混凝土开始收缩时的材龄在收缩徐变函数定义中指定，
调用数据库中截 面 直接输入截面特 性值的数值 截面定义 用户定义 导入Auto CAD DXF 文件 导入其他模型中 已有截面
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.6 定义构件截面 针对本例连续刚构桥上部结构可在AutoCAD画好截面，采用MIDAS 中的截面特性计算器计算出截面的特性值，保存为SEC文件的形式后， 再导入MIDAS中这种数值形式来定义截面，由主梁一般构造图和梁段 几何参数表可在AutoCAD画出各梁段截面。 主 梁 一 般 构 造 图
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.7 建立结构模型 建立结构组 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组分配给梁 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。
拖放 注：为了利用 桥梁内 力图 功能查看分析结果 而将所有主梁单元定义 为一个结构组。
连续刚构悬臂施工法建模实例
6.7 建立结构模型
建立荷载组 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
考虑已激活的结构组的自重 。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)
腹板厚度0号一11号节段采用80cm，12号~13号节段由80cm渐变至60cm，
14号一22号节段采用60cm，边跨现浇23号段由60cm渐变至80cm。箱梁在薄壁 墩顶及梁端均设置了横隔板。箱梁采用挂篮悬臂对称浇筑施工，边跨段采用 支架现浇。全桥设置纵、横、竖三向预应力体系。
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.1 悬臂法的施工顺序和施工阶段分析
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.6 定义构件截面
梁段几何参数表
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.6 定义构件截面 1-15梁段截面示意图
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.6 定义构件截面
将Cad图 形保存为 dxf格式
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.6 定义构件截面 1-15梁段截面示意图
截面特性计算 Model/ Section /Generate 在“Type”选项中选择 “Plane” 用鼠标选择整个截面 点击“Apply”按钮， 完成截面的生成
连续刚构悬臂施工法建模实例
6.2 模型
连续刚构桥模型
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.3 设定操作环境
1
1、文件 / 新项目 2、文件 / 保存( 某连 续刚构桥 ) 3、在新项目选择工具 >单位系 4、长度 选择‘m’, 力( 质量) 选择 ‘kn’ 5、点击确定
2
4
3
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.4 定义构件材料
6.7 建立结构模型
建立结构组 将一些节点和单元组成一个结构组 （Structure Group），以便于建模、修 改和输出。 对复杂的模型，当分析和设计中需 要反复使用某些单元和节点时，可以 将其定义为一个结构组，该功能可以 用于定义桥梁各施工阶段的结构。
结构组列表
建立结构组 组>结构租 >新建… 定义结构组>名称( 桥墩) 定义结构组>名称( 0、1号块) 定义结构组>名称(2号块) …….
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.7 建立结构模型 在Midas中选择建立单元功能，可通过节点连接将上部结构各节 点以及下部结构各节点连接起来。
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.7 建立结构模型
本例连续刚构桥变截面和等截面的处理
使用选择属性单元功能和工作树形菜单功能修改变截面区段和零 号块梁单元截面。所以将梁段1∼15和零号块端部单元的截面修改为变 截面。由跨中向支座变化的截面按各梁段变化依次修改为变截面，由 支座向跨中变化的截面按各梁段变化依次修改为变截面，零号块截面 修改为支座截面。
施工下部工程
同时进行
制作及拼装挂篮
分阶段施工下部工程
架设零号块 在零号块上布置挂篮
收尾
施工桥面 施工合龙段（Key Seg） 边跨施工（FSM法）
拼装模版，布置钢筋和钢材
混凝土的浇筑及养护、张拉钢束 移动挂篮到下一个桥梁段 施工完第一中间跨，移动挂篮
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.1 悬臂法的施工顺序和施工阶段分析 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。 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
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.7 建立结构模型 建立边界条件 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。
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.7 建立结构模型 建立边界条件
一般支承 用于约束选定节点的部分或全部自由 度。定义或修改约束的界面。 根据实际情况施加相应约束。
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)
将以上各荷载工况定义为施工阶段荷载类型。
连续刚构悬臂施工法建模实例
6.7 建立结构模型
建立荷载组
组>荷载组>新建… 定义荷载组>名称( 挂篮1) ……. 定义荷载组>名称( 湿重1) ……. 定义荷载组>名称(T&F预应力1) ……. 定义荷载组>名称(自重)
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连续刚构悬臂施工法建模实例
6.5 定义时间依存材料
1.定义时间依存性特性函数（包括收缩徐变函数，强度发展函数，一般国内的 规范里面不考虑强度发展函数）
注：在定义收缩徐变函数时构件理论 厚度可以仅输入一个非负数，在建立 模型后通过程序自动计算来计算构件 的真实理论厚度；
连续刚构悬臂施工法建模实例
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1、特性 / 材料特性/材料 2、类型 / 混凝土； 规范>JTG04(RC)； 数据库>C55 回车 3、类型 / 钢材； 规范>JTG04(S)； 数据库>Strand1860 阻尼比 0.02
2
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.5 定义时间依存材料 收缩、徐变是混凝土的固有特性，并随时间的变化而变化。在 用Midas/Civil开展桥梁施工分析或水化热分析时，需要在模型数据 中定义混凝土收缩、徐变随材龄变化的时间依存特性。 1.定义时间依存性特性函数（包括收缩徐变函数，强度发展函数， 一般国内的规范里面不考虑强度发展函数）
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方法来定义。
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.7 建立结构模型
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。
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.7 建立结构模型 为操作简便，可参照上图将各节点坐标列在Excel表中，然后 直接粘到Midas节点表格里即可。
荷载组列表
…….
定义荷载组>名称(二期)
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.7 建立结构模型
定义各荷载工况所属的荷载组。
拖放
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.7 建立结构模型 非预应力钢筋输入 非预应力钢筋可以使用截面钢筋来输入，具体输入方法如下 非预应力钢筋输入 特性>截面管理器>钢筋… 目标截面和单元>跨中 纵向钢筋 >(i,j)两端钢筋信息 相同(开) 坐标基准>重心 类型>线 输入方法A Y向>质心 Y：0 Z向>顶 Z：0 数量： 34 间距： 0.15 直径： d16 添加、适用↵
计算完成后保存为spc格式文件
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.6 定义构件截面
在midas中截面添加选择spc 数值，点击导入spc截面就 是保存的sec文件！然后只 需要设置一些截面的参数 就可以了！
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.6 定义构件截面
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双薄壁墩截面可采取直接输入截 面尺寸，然后计算截面特性值的
连续刚构悬臂施工法建模实例
连续刚构悬臂施工法建模实例
主讲人： 韩万水
长安大学 2014年11月
连续刚构悬臂施工法建模实例 工程概况
本文以竹溪墓桥为例，主桥上部结构采用80十2x145+80m预应力混凝土刚
构连续梁，主梁为分离式单箱单室箱梁，箱梁顶横坡与路拱同坡，为2%，
箱梁顶宽1458cm，底宽700cm，支点处梁高中心高度80cm，底板厚度I0cm， 跨中梁高320.5cm，底板厚度36cm，刚构悬臂部分箱梁采用变截面。
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.7 建立结构模型 对于变截面区段梁，可利用之前计算好的截面特性（保存的Sec文件）导 入数据，区分i、j端，将两个截面赋在各变截面梁段两端，然后利用Midas的 拖放功能赋给相应单元即可。
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.7 建立结构模型 所有截面都赋予相应单元后，消隐后即可得到下图。
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.7 建立结构模型 建立边界组 建立模型之后，按桥梁段查看结构组。 对复杂模型，当分析和设计中需要反 复使用某些边界条件时，可以将其定义 为一个边界组，该功能可以用于定义桥 梁各施工阶段的边界。 组>边界组>新建… 定义边界组>名称( 桥墩约束、墩梁固结) 边界组列表
连续刚构悬臂施工法建模实例 6.7 建立结构模型 定义结构组、边界组和荷载组
Midas/Civil模型中对象包括单元、荷载、边界条件、预应力钢 束等。
为了方便定义施工阶段、输入计算结果、快速编辑对象，可将
上述对象定义为结构组、荷载组、边界条件组、预应力组，并对 组进行编辑。
连续刚构悬臂施工法建模实例
6.5 定义时间依存材料
2.将定义的时间依存特性函数与相应的材料连接起来
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连续刚构悬臂施工法建模实例 6.5 定义时间依存材料 3.修改时间依存材料特性值（对于连续 刚构桥一般就是指修改构件的理论厚度）
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修改单元时间依存材料特性值时要 对所有考虑收缩徐变特性的混凝土构 件修改其构件理论厚度计算值。
加载时的混凝土材龄在施工阶段中指定；
（2）当收缩徐变系数不按规范计算取值时，可以通过自定
义收缩徐变函数来定义混凝土的收缩徐变特性； （3）如果在施工阶段荷载中定义了施工阶段徐变系数，那 么在施工阶段分析中将按施工阶段荷载中定义的徐变系数来 计算。
连续刚构悬臂施工法建模实例
6.6 定义构件截面