三跨铁路连续梁桥MIDAS建模

目录

0 前言 (1)

1 概述 (1)

1.1 桥梁设计概况 (1)

1.2 设计荷载 (1)

1.3施工方案 (2)

2 计算分析的一般步骤 (3)

3 参数定义——材料和截面 (3)

3.1 材料 (3)

3.2 截面 (4)

3.3 变截面设置 (9)

3.4 时间依存材料特性（砼收缩徐变参数） (10)

4 节点单元建立 (11)

4.1 建立基点 (11)

4.2 扩展生成单元 (12)

4.3 修改节点坐标 (13)

4.4 修改截面 (13)

4.5 设置变截面组 (14)

5 修改单元依存材料特性 (15)

6 修改截面有效宽度 (15)

7 结构组、边界组、荷载组的定义及输入 (17)

7.1 结构组 (17)

7.2 边界组 (20)

7.3 荷载组定义 (22)

8 施工阶段定义及建立 (22)

9 荷载工况定义及荷载输入 (27)

9.1 荷载工况定义 (27)

9.2 荷载输入 (27)

9.3 预应力荷载及预应力钢束输入 (31)

9.4 系统温度荷载 (39)

9.5 温度梯度荷载 (39)

10 移动荷载 (40)

11 支座沉降 (44)

12 荷载组合及SPC截面设计 (44)

13 PSC截面设计 (46)

14 计算结果查看 (47)

0 前言

为了让学生更好的理解和应用MIDAS作本年度的桥梁工程毕业设计，特制作了《MIDAS初步应用》、《（60+100+60）m三跨高铁路连续梁桥MIDAS实例建模》以及《桥梁博士初步应用》、《（60+100+60）m三跨高铁路连续梁桥桥梁博士实例建模》本文件配合相应的视频文件使用。本套文件仅供桥梁工程毕业设计学生学习参考，模型中也并未完全按设计要求进行考虑。文件中错误再所难免，敬请批评指正。

1 概述

1.1 桥梁设计概况

本桥为（60+100+60）m三跨预应力混凝土连续梁铁路桥（见图1-1）。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 软件的连续梁悬臂施工阶段仿真模拟。

设计技术标准：

铁路等级：I级，客运专线

桥上线路：双线，线间距4.8m

设计行车速度：250km/h

设计荷载：ZK荷载

轨道结构：CRTS—I型板式无碴轨道

图1-1 全桥立面布置图

1.2 设计荷载

（一）恒载

✧结构自重：钢筋混凝土结构按26.5kN/m3。

✧二期恒载：桥面二期恒载按110kN/m,包括钢轨、扣件、枕木、道碴等线路设备重，

以及防水层、人行道栏杆、人行道遮板、挡碴墙、电缆槽盖板及竖墙等附属设施重量。 ✧ 预应力及其次内力。

✧ 混凝土收缩和徐变的影响：环境条件按野外一般条件计算，相对湿度取70％。

（二）活载

✧ 列车竖向静活载：ZK 活载，双线按100％计。

✧ 竖向动力系数：按《高速铁路设计规范（试行）》（TB10621-2009），ZK 标准活载

作用下，活载动力系数按下式计算：

式中L ϕ加载长度（m ），按n 跨连续梁时取平均跨度乘以下列系数:

n=2 1.2

n=3 1.3

n=4 1.4

n=5 1.5

当计算L ϕ小于最大跨度时，取最大跨度。

（三）附加力

（1）风力：按《铁路桥涵设计基本规范》TB10002.1-2005）计算（本次设计不考虑风荷载）；

（2）温度：按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）办理，体系温差为+20℃和-20℃，顶板日照温差10℃按指数函数分布考虑，顶板升温按

指数加载，依据公式

-01ay y T T e =计算，其中01T 取10℃(沿梁高单线加载)，a=5。 （3）制动力或牵引力：按列车竖向静活载的10%计，双线采用一线制动力或牵引力。

（四）施工荷载

挂篮重量（含模板）按750kN 计。

1.3施工方案

最长节段长为4m ，节段重量大。由于本桥为长联多跨结构，本桥先将2个边跨合龙，然后合龙中跨，合龙段利用挂篮吊架施工。

主梁施工流程为：墩梁固结→悬臂施工→形成T 构→双边跨满堂支架现浇→双边跨合龙→中合龙→形成连续梁结构的过程。

10.18µ+＝

2 计算分析的一般步骤

图2-1 MIDAS分析一般步骤3 参数定义——材料和截面

3.1 材料

主梁砼采用C55，预应力钢绞线采用1860级。

从树形菜单的菜单表单中选择模型> 特性值> 材料

图3-1 砼材料

选择TB05(RC)—《TB10002.3-2005铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》

图3-2 预应力材料

3.2 截面

梁截面主要有“中支点截面”和“跨中标准梁截面”，这两种截面基本也可以模拟全桥。“梁端截面”设有横隔板底板、顶板、腹板加厚，“中支点截面”实际也设有横隔板底板、顶板、腹板加厚。因此本桥截面变化节点号分别为1#（梁端）、17#、18#（中支点）、36#（跨中）。见图3-3。

但就本次毕业设计而言，为简单起见，可以只考虑两种截面“中支点截面”和“跨中标准梁截面”。

图3-3 截面变化分段