MIDAS Civil技术培训-斜弯桥
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01-斜桥
概述
桥梁设计中，会因为桥位、 线型的因素，而需要将桥梁做 成斜交桥。斜交桥受力性能较 复杂，与正交桥有很大差别。 平面结构计算软件无法对其进 行精确的分析，限制了此类结 构桥型的运用。
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01-斜桥
受力特点
a) 钝角角隅处出现较大的反力和剪力，锐角角隅处出现较小 的反力，还可能出现翘起。
在实际支座的顶、底位置分别建立节点，支座底部节点采用一 般支承约束（约束D-ALL），利用弹性连接（一般）来模拟支 座（输入相应方向的刚度值与Beta角），支座顶节点和主梁节 AutoCAD DXF File 点通过刚性连接来连接。
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02-弯桥
支座（局部坐标轴）
02-弯桥 受力特点
c) 由于弯扭耦合，弯桥的变形比同样跨径直线桥要大，外边 缘的挠度大于内边缘的挠度，而且曲率半径越小、桥越宽， 这一趋势越明显。
d) 弯桥的支点反力与直 线桥相比，有曲线外 侧变大，内侧变小的 倾向，内侧甚至可能 产生负反力，出现梁 体与支座的脱空的现 象。预应力效应对支 反力的分配也有较大 影响。
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02-弯桥
自重
梁单元内外侧长度不等造成的扭矩，可通过施加偏心均布荷载 或均布扭矩来调整。
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02-弯桥
离心力
首先进行一般的移动荷载分析，利用移动荷载追踪器 获得最不利加载位置。按照规范计算离心力系数， 将其与最不利荷载相乘，再除以1+u（离心力不考虑 冲击系数）。然后用梁单元荷载施加即可。
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01-斜桥
受力特点
b) 出现很大的扭矩。
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01-斜桥
受力特点
c) 板边缘或边梁最大弯矩向钝角方向靠拢。
斜交梁格 斜交板
正交板 正交梁格
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01-斜桥
受力特点
这些效应的大小与斜交角度大小也有很大的 关系，斜交角度越大，上述效应就越大。一般来 说斜交角度小于20度时，对于简支斜交桥的上 述影响可以忽略。如果斜交角度超过20度就必 须考虑上述效应的影响。 设计人员还应根据实际情况，找出适当的处 理方案。
为了使约束方向与曲梁的切向或径向一致，各支座节点需要定 义节点局部坐标轴。弹性连接模拟支座时，输入相应的Beta角 即可。 AutoCAD DXF File
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02-弯桥
预应力钢束
任意线型的曲线桥可以当作是直桥来输入 钢束形状。将坐标轴类型选择“曲线” 或“单元”即可。
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02-弯桥 一些措施
桥跨中间设置一些横隔板，提高桥梁的稳定性。 设置偏心支座或非对称预应力钢筋，尽可能改善弯梁 的受扭状态。
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02-弯桥
建模方法
对于弯桥，可以把它简 化为单根曲梁、平面梁格 计算，也可以用实体单元、 板单元计算。
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02-弯桥
弯桥建模例题
桥梁类型：4跨连续箱梁 桥梁长度：L＝4×30m AutoCAD DXF File 曲线半径：70m 截面类型：单箱单室
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斜桥与弯桥
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梁格模型
单梁模型
实体单元
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02-弯桥
建模方法（导入CAD图）
AutoCAD DXF File
MIDAS/Civil MCB File
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02-弯桥
建模方法（Civil程序中建立）
AutoCAD DXF File
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02-弯桥
概述
弯梁桥在现代化的公路及城 市道路立交中的数量逐年增加， 应用已非常普遍。尤其在互通 式立交的匝道桥设计中应用更 为广泛。 目前出现了很多小半径的曲 线梁桥，特别是匝道桥梁更是 如此。此类桥梁具有斜、弯、 坡、异形等特点，给桥梁的线 型设计和构造处理带来很大困 难。
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02-弯桥 受力特点
a) 弯桥在外荷载的作用下 会同时产生弯矩和扭矩， 并且互相影响。
使梁截面处于弯扭共同 作用的状态，其截面主 拉应力往往比相应的直 梁桥大得多。
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02-弯桥
受力特点
b) 弯桥在外荷载的作用下，还会出现横向弯矩。
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02-弯桥
支座（单、双）
在实际支座位置建立节点，定义该节点的节点局部坐标，保证 约束方向与曲梁的切向或径向一致，利用弹性连接（刚性）连接 支座节点与主梁节点，然后利用一般支承来定义支座节点的约 AutoCAD DXF File 束条件。
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02-弯桥
支座（多支座模拟）
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02-弯桥
受力特点
e) 因内、外侧反力的不同，也会使各墩柱所受竖向力出 现较大差异。下部结构除了承受移动荷载制动力、温 度变化引起的内力、地震力等外，还承受离心力产生 的径向力等。
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02-弯桥 受力特点
根据以上受力特点，对于弯桥，在结构设计中，应对 其进行全面的整体的空间受力计算分析，只采用横向分 布等简化计算方法，不能满足设计要求。 必须对纵向弯曲、扭转作用下，结合自重、预应力和 汽车活载等荷载进行详细的受力分析，充分考虑其结构 的空间受力特点才能得到安全可靠的结构设计。
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01-斜桥
斜交梁格
建模方法
对斜交桥梁多用梁格方 法建立模型。（斜交梁格 与正交梁格） 斜交角度小于20度时， 使用斜交梁格是非常方便 的。但是对于大角度的斜 交桥，根据它的荷载传递 特性，建议选用正交梁格， 而且配筋时也尽量向正交 方向配筋。
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正交梁格
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01-斜桥
概述
桥梁设计中，会因为桥位、 线型的因素，而需要将桥梁做 成斜交桥。斜交桥受力性能较 复杂，与正交桥有很大差别。 平面结构计算软件无法对其进 行精确的分析，限制了此类结 构桥型的运用。
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01-斜桥
受力特点
a) 钝角角隅处出现较大的反力和剪力，锐角角隅处出现较小 的反力，还可能出现翘起。
在实际支座的顶、底位置分别建立节点，支座底部节点采用一 般支承约束（约束D-ALL），利用弹性连接（一般）来模拟支 座（输入相应方向的刚度值与Beta角），支座顶节点和主梁节 AutoCAD DXF File 点通过刚性连接来连接。
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支座（局部坐标轴）
02-弯桥 受力特点
c) 由于弯扭耦合，弯桥的变形比同样跨径直线桥要大，外边 缘的挠度大于内边缘的挠度，而且曲率半径越小、桥越宽， 这一趋势越明显。
d) 弯桥的支点反力与直 线桥相比，有曲线外 侧变大，内侧变小的 倾向，内侧甚至可能 产生负反力，出现梁 体与支座的脱空的现 象。预应力效应对支 反力的分配也有较大 影响。
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自重
梁单元内外侧长度不等造成的扭矩，可通过施加偏心均布荷载 或均布扭矩来调整。
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02-弯桥
离心力
首先进行一般的移动荷载分析，利用移动荷载追踪器 获得最不利加载位置。按照规范计算离心力系数， 将其与最不利荷载相乘，再除以1+u（离心力不考虑 冲击系数）。然后用梁单元荷载施加即可。
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受力特点
b) 出现很大的扭矩。
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受力特点
c) 板边缘或边梁最大弯矩向钝角方向靠拢。
斜交梁格 斜交板
正交板 正交梁格
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受力特点
这些效应的大小与斜交角度大小也有很大的 关系，斜交角度越大，上述效应就越大。一般来 说斜交角度小于20度时，对于简支斜交桥的上 述影响可以忽略。如果斜交角度超过20度就必 须考虑上述效应的影响。 设计人员还应根据实际情况，找出适当的处 理方案。
为了使约束方向与曲梁的切向或径向一致，各支座节点需要定 义节点局部坐标轴。弹性连接模拟支座时，输入相应的Beta角 即可。 AutoCAD DXF File
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02-弯桥
预应力钢束
任意线型的曲线桥可以当作是直桥来输入 钢束形状。将坐标轴类型选择“曲线” 或“单元”即可。
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02-弯桥 一些措施
桥跨中间设置一些横隔板，提高桥梁的稳定性。 设置偏心支座或非对称预应力钢筋，尽可能改善弯梁 的受扭状态。
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02-弯桥
建模方法
对于弯桥，可以把它简 化为单根曲梁、平面梁格 计算，也可以用实体单元、 板单元计算。
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弯桥建模例题
桥梁类型：4跨连续箱梁 桥梁长度：L＝4×30m AutoCAD DXF File 曲线半径：70m 截面类型：单箱单室
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斜桥与弯桥
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梁格模型
单梁模型
实体单元
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02-弯桥
建模方法（导入CAD图）
AutoCAD DXF File
MIDAS/Civil MCB File
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建模方法（Civil程序中建立）
AutoCAD DXF File
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02-弯桥
概述
弯梁桥在现代化的公路及城 市道路立交中的数量逐年增加， 应用已非常普遍。尤其在互通 式立交的匝道桥设计中应用更 为广泛。 目前出现了很多小半径的曲 线梁桥，特别是匝道桥梁更是 如此。此类桥梁具有斜、弯、 坡、异形等特点，给桥梁的线 型设计和构造处理带来很大困 难。
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02-弯桥 受力特点
a) 弯桥在外荷载的作用下 会同时产生弯矩和扭矩， 并且互相影响。
使梁截面处于弯扭共同 作用的状态，其截面主 拉应力往往比相应的直 梁桥大得多。
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受力特点
b) 弯桥在外荷载的作用下，还会出现横向弯矩。
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支座（单、双）
在实际支座位置建立节点，定义该节点的节点局部坐标，保证 约束方向与曲梁的切向或径向一致，利用弹性连接（刚性）连接 支座节点与主梁节点，然后利用一般支承来定义支座节点的约 AutoCAD DXF File 束条件。
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支座（多支座模拟）
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受力特点
e) 因内、外侧反力的不同，也会使各墩柱所受竖向力出 现较大差异。下部结构除了承受移动荷载制动力、温 度变化引起的内力、地震力等外，还承受离心力产生 的径向力等。
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02-弯桥 受力特点
根据以上受力特点，对于弯桥，在结构设计中，应对 其进行全面的整体的空间受力计算分析，只采用横向分 布等简化计算方法，不能满足设计要求。 必须对纵向弯曲、扭转作用下，结合自重、预应力和 汽车活载等荷载进行详细的受力分析，充分考虑其结构 的空间受力特点才能得到安全可靠的结构设计。
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斜交梁格
建模方法
对斜交桥梁多用梁格方 法建立模型。（斜交梁格 与正交梁格） 斜交角度小于20度时， 使用斜交梁格是非常方便 的。但是对于大角度的斜 交桥，根据它的荷载传递 特性，建议选用正交梁格， 而且配筋时也尽量向正交 方向配筋。
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正交梁格
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