48m+85m+48m三跨连续梁桥MIDAS有限元分析模型模拟.docx
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48m+85m+48m三跨连续梁桥MIDAS有限元分析模型模拟
48m+85m+48m三跨连续梁桥MIDAS有限元分析（模型模拟）
该过程是将三跨桥的运营状态进行有限元分析，下面介绍了本人在对模型模拟的主要步骤，若中间出现的错误，请读者朋友们指出修改。
注：
“，”表示下一个过程
“（）”该过程中需做的内容
一．结构
1.单元及节点建立的主桁：
因为桥面具有一定纵坡，故将《桥跨布置》图的桥面线复制到《节段划分》图对应桥跨位置，然后进行单元划分，将该线段存入新的图层，以便下步导入，将文件保存为.dxf格式文件。
2.打开midas运行程序，将程序里的单位设置成《节段划分》图的单位，这里为cm。
导入上步的.dxf文件。
将节点表格中的z坐标与y坐标交换位置（midas中的z与cad中的y对应）。
结构建立完成。
模型如图：
二．特性值
1.材料的定义：
在特性里面定义C50的混凝土及Strand1860（添加预应力钢筋使用）
2.截面的赋予：
1）.在《截面尺寸》和《预应力束锚固》图里，做出截面轮廓文件，保存为.dxf文件
2）.运行midas，工具，截面特性计算器，统一单位cm。
导入上步的.dxf文件
先后运行generate，calculateproperty，保存文件为.sec文件，截面文件完成
3）运行midas，特性，截面，添加，psc，导入.sec文件。
根据图例，将各项特性值填入;验算扭转厚度为截面腹板之和；剪切验算，勾选自动；偏心，中上部
4）变截面的添加：
进入添加截面界面，变截面，对应单元导入i端和j端（i为左，j为右）；偏心，中上部；命名（注：
各个截面的截面号不能相同）
5）变截面赋予单元：
进入模型窗口，将做好的变截面拖给对应的单元。
注：
1.建模资料所给的《预应力束锚固图》的0-0和14-14截面与《节段划分》图有出入，这里采用《截面尺寸》做这两个截面，其余截面按照《预应力束锚固图》做
2.定义材料先定义混凝土，程序自动将C50赋予所建单元（C50是定义的第一个材料，程序将自动赋予给所建单元）
三．边界条件
1.打开《断面》图，根据I、II断面可知，支座设置位置。
根据途中所给数据，在模型窗口中建立支座节点（12点）
2.点击节点，输入对应坐标，建立12个支座节点
3.建立弹性连接：
模型，边界条件，弹性连接，连接类型（刚性），两点（分别点击支座点与桥面节点）共12个弹性连接
4.边界约束：
中间桥墩，约束Dx,Dz；Dx，Dy，Dz；Dx,Dz,
两边桥墩，约束Rx，Dz；Rx，Dy，Dz；Rx，Dz如表
节点
Dx
Dy
Dz
Rx
Ry
Rz
2
0
0
1
0
0
0
3
0
1
1
0
0
0
5
0
0
1
0
0
0
20
0
0
1
0
0
0
21
0
1
1
0
0
0
23
0
0
1
0
0
0
49
1
0
1
0
0
0
50
1
1
1
0
0
0
52
1
0
1
0
0
0
67
0
0
1
0
0
0
68
0
1
1
0
0
0
70
0
0
1
0
0
0
四．添加预应力钢筋
1.定义钢束特性：
打开《预应力筋布置及材料表》、《预应力束几何要素》。
荷载，预应力荷载，钢束特性值，根据材料表中钢筋的规格及根数填入相关数据（松弛系数：
0.3；导管直径：
10cm）
2.钢束布置形状：
荷载，预应力荷载，钢束布置形状，以T1为例：
1）打开《预应力束几何要素》，建立以中心点为原点的局部坐标系，为方便，在excel里建立好关键点的坐标，
2）钢束布置形状（钢束特性值：
钢束1；分配给单元：
15to18；输入类型：
3-D；标准钢束：
6束；无应力场长度：
自动计算；布置形状：
将建好的局部坐标复制在表格中，生成对称钢束；钢束布置插入点：
在模型窗口拾取对应点）如图
五．静力荷载
1.荷载命名：
荷载，静力荷载工况（名称：
结构自重；类型：
恒荷载，
名称：
桥面铺装层；类型：
恒荷载，
名称：
钢筋张拉值；类型：
预应力，
名称：
整体升温；类型：
温度荷载，
名称：
整体降温；类型：
温度荷载，
名称：
正温梯；类型：
温度梯度，
名称：
负温梯；类型：
温度梯度，
名称：
横隔板；类型：
恒荷载）如图
2.自重：
荷载，自重（自重系数，z：
-1.04，添加）
3.桥面铺装层：
荷载，梁单元荷载（荷载工况名称：
桥面铺装层，（数值：
x1:
0,x2:
1,w:
-25.92kn/m））,全选，适用
4.钢筋张拉值：
荷载，预应力荷载，钢束预应力荷载（荷载工况名称：
钢筋张拉值，将预应力钢束除TK外拖入到已选钢束栏目里，张拉力：
应力、两端张拉、1395,注浆：
0），添加，如表
钢束名称
荷载工况
张拉类型
张拉位置
结束点应力（KN/CM2）
开始点应力（KN/CM2）
B1
钢筋张拉值
应力
两端
1395000
1395000
N1
钢筋张拉值
应力
两端
1395000
1395000
N1'
钢筋张拉值
应力
两端
1395000
1395000
T1
钢筋张拉值
应力
两端
1395000
1395000
T1'
钢筋张拉值
应力
两端
1395000
1395000
W1
钢筋张拉值
应力
两端
1395000
1395000
W1'
钢筋张拉值
应力
两端
1395000
1395000
5.整体升温：
荷载，温度荷载，系统温度（荷载工况名称：
整体升温；最终温度：
30；添加）
6整体降温：
荷载，温度荷载，系统温度（荷载工况名称：
整体降温；最终温度：
-20；添加）
7.正温梯：
荷载，温度荷载，梁截面温度（荷载工况名称：
正温梯，
参考位置：
+边（顶），填入相应的B、H1、T1、H2、T2）全选，适用。
如图：
8负温梯：
荷载，温度荷载，梁截面温度（荷载工况名称：
负温梯，
参考位置：
+边（顶），填入相应的B、H1、T1、H2、T2）全选，适用
9.横隔板：
荷载，节点荷载（荷载工况名称：
横隔板，FZ:
-311.8KN），选中横隔板节点位置，适用。
如图
六.移动荷载分析
1.荷载，移动荷载分析数据，移动荷载规范
2.车辆荷载：
荷载，移动荷载分析数据，车辆（添加标准车辆），规范名称：
公路工程技术标准，车辆荷载类型：
CH-CD，确认
3.人群荷载：
荷载，移动荷载分析数据，车辆（添加标准车辆），规范名称：
公路工程技术标准，车辆荷载类型：
CH-RQ，确认
4.车道添加：
以车道1为例，荷载，移动荷载分析数据，车道（添加），（名称：
cd1，偏心距离：
-280cm，桥梁跨度：
18332cm，选择，全选，添加），确认
5.荷载，移动荷载分析数据，移动荷载工况（添加），（荷载工况名称：
移动荷载，组合选项：
单独，添加（车辆组：
CH-CD，系数：
1，加载最少车道数和加载最多车道数：
2，将车道拖入选择车道栏目里，适用），
添加（车辆组：
CH-CD，系数：
0.78，加载最少车道数和加载最多车道数：
3，将车道拖入选择车道栏目里，适用），
添加（车辆组：
CH-RQ，系数：
1，加载最少车道数和加载最多车道数：
1，将车道拖入选择车道栏目里，适用））如图：
（两车道的操作）
七．支座沉降分析
1.支座沉降量：
荷载，支座沉降分析数据，
支座沉降组（组名称：
1沉降量：
1cm，节点：
1桥墩的3支座节点，如图：
组名称：
2沉降量：
1cm，节点：
2桥墩的3支座节点
组名称：
3沉降量：
1cm，节点：
3桥墩的3支座节点
组名称：
4沉降量：
1cm，节点：
4桥墩的3支座节点），添加
2.支座荷载工况：
荷载，支座沉降分析数据，支座沉降荷载工况（荷载工况名称：
支座沉降，选择沉降组：
4组全选，Smin：
1，Smax：
3），添加
八.分析控制数据
1.将荷载转化为质量：
模型，质量，将荷载转化为质量（添加桥面铺装层、钢筋张拉值、横隔板），确认
如右图：
2.将自重转化为质量：
模型，结构类型（按集中质量转化）确认如图：
2.特性值分析控制：
分析，特性值分析控制（振型数量：
50），确认。
3.运行
4.查看质量参与值：
结果，周期与振型（点击自振模态右的三点），查看模型参与质量，尽可能多的让模型参与
若参与量较少，将第2步的振型数量加大，来满足要求（本人取到150次）
5.查看频率值：
结果，周期与振型（显示类型，图例，适用），查看频率：
1.331919
6.完成移动荷载分析：
分析，移动荷载分析控制（计算位置：
板和杆系单元，内力（中心+节点）、应力
规范类型：
JTGD60-2004，），确认
九．荷载组合
结果，荷载组合，混凝土设计，自动生成
十．分析结果
对结构荷载进行组合
1）1.在组合CLCB44
（弹性阶段应力验算组合:
1.0D+1.0PS+1.0SM[1]+1.0M+1.0T[2]+1.0TPG[2]）作用下，如图：
2.结构最大反力
如图可知，结构最大反力在结构支座处，符合实际情况，在施工阶段应注意支座的承载力
3.结构内力
①轴力
②剪力
Z向
如图可知，剪力最大值分布在桥墩位置。
③弯矩
最大弯矩在跨中位置，注意跨中的设计弯矩抵抗值
④扭矩
4.结构变形
5.结构应力
2）1.在clCB8组合（基本组合:
1.2D+1.2PS+0.5SM[1]+1.4M+1.12T[1]+1.12TPG[2]）
2.结构最大反力
如表可知，结构最大反力在结构支座处，符合实际情况，在施工阶段应注意支座的承载力
3.结构内力
①轴力
②剪力
Z向
如图可知，剪力最大值分布在桥墩位置。
③弯矩
Y向
最大弯矩在跨中位置，注意跨中的设计弯矩抵抗值
④扭矩
4.结构变形
5.结构应力
3）1.在clCB35
组合（长期组合:
1.0D+1.0PS+1.0SM[1]+0.4/（1+mu）M+1.0T[2]+0.8TPG[2]）
2.结构最大反力
如表可知，结构最大反力在结构支座处，符合实际情况，在施工阶段应注意支座的承载力
3.结构内力
①轴力
②剪力
Z向
如图可知，剪力最大值分布在桥墩位置。
③弯矩
Y向
④扭矩
4.结构变形
5.结构应力
4）1.在clCB29
组合（短期组合:
1.0D+1.0PS+1.0SM[1]+0.7/（1+mu）M+1.0T[2]+0.8TPG[1]
2.结构最大反力
如表可知，结构最大反力在结构支座处，符合实际情况，在施工阶段应注意支座的承载力
3.结构内力
①轴力
②剪力
Z向
如图可知，剪力最大值分布在桥墩位置。
③弯矩
Y向
④扭矩
4.结构变形
5.结构应力
根据以上各种不同的荷载组合，midas分析出不同的内力、应力、变形、反力。
可以看出该桥在运营状态下的受力情况，但在该模型中没有考虑偶然荷载。
在选取的几个组合中，Dx方向的变形主要是由于张拉钢筋、温度荷载引起。
若仅在自重、移动荷载、横隔板、桥面铺装层作用下，则Dx方向变形微弱。
如图：
结构变形：
心得体会：
从建立节点到模拟运行，从生疏到熟练，经过一学期对midas的学习，我基本熟悉midas的相关操作。
在建立三跨桥的实际例子中，我懂得了建立模型的一般步骤以及相关注意事项，在建立过程中，在老师的帮助和指导下，从错误本身出发，找到错误根源，从原理上，尽可能去学习建立模型每一步的根源，由于时
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