迈达斯PSC变截面箱梁施工阶段及PSC设计例题文档格式.docx
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9、定义设计验算参数按照JTGD62对结构进行长短期及承载能力验算。
下面就每个步骤分别详述如下——
三、分步骤说明
1、定义材料和截面特性
本模型中涉及的材料包括混凝土主梁（C40）、预应力钢绞线（Strand1860）。
如下图4所示。
图4材料列表
通常对于预应力混凝土结构（PSC结构）按照现浇施工时，要考虑混凝土的收缩徐变效应，因此需要在建模前要定义混凝土的收缩徐变函数，按照如下图所示定义混凝土收缩徐变函数。
图5混凝土收缩徐变函数定义
主梁截面为变截面箱梁，共有两个控制截面，一个是跨中截面，一是支座位置处截面。
以跨中截面和支座处截面定义变截面。
截面列表如图6所示。
其中跨中截面和支座截面在前面的结构描述中都有图示。
“跨中-支座”以及“支座-跨中”的变截面定义通过分别导入跨中截面和支座截面来定义就可以了。
如图6所示。
图6-1截面列表
图6-2跨中-支座段变截面
图6-3支座-跨中段变截面
2、建立上部梁单元并赋予单元截面属性
建立桥梁模型时，如果要同时进行施工阶段分析，要针对施工的特点建立有限元模型，例题中所示结构按照悬臂法施工，悬臂施工段为每段3m，因此在建立模型时考虑按1.5m或3m长度单元建立模型，本例题中主梁是直梁结构，因此建模方式可选性很广，可以通过扩展单元的方式建立、或者从AutoCAD导入已划分节段的主梁中心线、或者通过逐个建立单元的方式，这里采用扩展单元的方式建立一半主梁，然后通过镜像单元生成另一半主梁。
首先在（0,0,0）位置上建立主梁端部节点，然后通过对该节点进行扩展生成左半部主梁结构。
如下图所示——
扩展单元时输入的间距：
6@3,2,8@3,2,1,3@2,1,2,8@3,1
图7扩展生成左半边主梁
然后对生成的左半边主梁进行镜像生成另一半主梁，如下图所示，
通过选择反转单元坐标系保证镜像生成的单元和源单元的单元坐标轴保持一致。
图8镜像生成另一半主梁
生成全桥单元后，因为由镜像生成的梁单元的编号顺序也是镜向的，因此要对所有梁单元进行重新编号，以便于后续的单元选择（保证单元编号有规律的连续性对单元的选择操作很有帮助）。
上述步骤生成全桥单元时使用的是跨中截面，因此对生成的全桥单元应根据其实际对应的截面信息修改单元的截面信息，可以通过修改单元参数修改单元信息，也可以通过MIDAS特有的拖放功能赋予单元截面信息，这里以拖放的方式赋予每段单元实际的截面信息。
首先选择支座附近单元，修改其截面类型为“支座”截面，打开单元编号显示，选择单元“18to20，43to45”，如下图——
通过拖放功能对选择的单元修改其截面信息
拖放：
将鼠标放置在树形菜单“支座截面”处，按住不放将鼠标拖到模型窗口中
图9拖放功能修改支座附近单元的截面信息
同样的方法，选择单元“9to17，34to42”，将截面“3：
跨中-支座”拖放至模型窗口，得到如下图所示的模型——
图10修改截面高度由低变高段（跨中-支座）
同样的方法，选择单元“21to29，46to54”，将截面“4：
支座-跨中”拖放至模型窗口，得到如下图所示的模型——
图11修改截面高度由低变高段（支座-跨中）
赋予变高梁段变截面信息后，发现桥梁模型显示都是锯齿状，此时需要将同类的变截面定义为一个变截面组，保证单元截面变化的连续性。
在树形菜单双击“跨中-支座”，在变截面组信息中定义名称为“跨中-支座”，z轴变化选择2项式变化，对称轴为单元组的i端；
图12-1变截面组“跨中-支座”定义图示
在树形菜单双击“支座-跨中”，在变截面组信息中定义名称为“支座-跨中”，z轴变化选择2项式变化，对称轴为单元组的j端；
3、定义结构组并赋予结构组单元信息
结构组名称及结构组单元信息如下表所示——
结构组名称
结构组所含单元
左支座处梁段
17to21
桥梁段2-3
3949
右支座处梁段
42to46
桥梁段2-4
3850
桥梁段1-1
1622
桥梁段2-5
3751
桥梁段1-2
1523
桥梁段2-6
3652
桥梁段1-3
1424
桥梁段2-7
3553
桥梁段1-4
1325
桥梁段2-8
3454
桥梁段1-5
1226
桥梁段2-9
3355
桥梁段1-6
1127
左边跨合龙段
7
桥梁段1-7
1028
跨中合龙段
3132
桥梁段1-8
929
右边跨合龙段
56
桥梁段1-9
830
左侧满堂支架区段
1to6
桥梁段2-1
4147
右侧满堂支架区段
57to62
桥梁段2-2
4048
所有合龙段
7313256
桥梁主梁
1to62
*注：
“左支座处梁段”、“右支座处梁段”、“左侧满堂支架区段”、“右侧满堂支架区段”还应包括在步骤4中建立的支座节点。
建立好模型后，就可以对执行程序自动修改构件理论厚度的功能了。
如图选择所有梁单元，在“模型〉材料和截面特性〉修改时间依存材料特性”中选择修改构件理论厚度——
点击得到构件理论厚度表格
图13修改构件理论厚度
4、定义边界组并定义边界条件
边界采用一般支承来模拟，因为截面选择的是顶对齐，因此需要在梁底支座支承的位置处建立支座节点，然后将支座节点和主梁节点通过弹性连接〉刚性连接起来。
选择中部节点19、20、44、45，选择节点〉复制移动，对选择的两个节点向下复制5.9m，生成新节点64~67；
选择边跨端部节点1和63，选择节点〉复制移动，对选择的两个节点向下复制3.05m，生成新节点68、69。
（新生成的支座节点要按照步骤3的注释中说明的将节点放置在对应的结构组中。
）
定义边界组和边界信息如下表所示。
边界组名称
支座约束
支座与主梁约束
一般支承
适用支座节点
弹性连接
适用节点
支承
111111
64to67
刚性
19-64，20-65，44-66，45-67
左边跨
011100
68
1-68
右边跨
69
63-69
得到结构的边界条件如下图所示——
约束、荷载及其他模型中内容可以在“视图〉显示”中定义显示，如上述边界条件的显示，在显示菜单中选择要显示内容进行显示即可——
5、定义荷载工况和荷载组
荷载工况和荷载组定义如下表所示——
编号
荷载工况名称
荷载类型
荷载组
说明
1
自重
施工阶段荷载（CS）
结构自重
2
预应力
钢束1-0to钢束1-9
钢束2-0to钢束2-9
合拢段钢束1to3
不同施工阶段对于预应力钢束的预应力
3
挂篮重
挂篮1to9
模架移动装置换算荷载
4
合拢段挂篮重
合拢段挂篮1,2-1,2-2,3
6、定义施工阶段
本模型采用悬臂浇注施工方法，从施工零号块开始，对称浇注两端悬臂段，直至全桥合龙，共分12个施工阶段。
施工阶段信息如下表所示——
施工阶段名称
结构组
边界组
激活
钝化
1-零号块施工
左、右支座处梁段
——
自重，挂篮1，钢束1-0，钢束2-0
2-悬浇1
桥梁段1-1，桥梁段2-1
挂篮2，钢束1-1，钢束2-1
挂篮1
3-悬浇2
桥梁段1-2，桥梁段2-2
挂篮3，钢束1-2，钢束2-2
挂篮2
4-悬浇3
桥梁段1-3，桥梁段2-3
挂篮4，钢束1-3，钢束2-3
挂篮3
5-悬浇4
桥梁段1-4，桥梁段2-4
挂篮5，钢束1-4，钢束2-4
挂篮4
6-悬浇5
桥梁段1-5，桥梁段2-5
挂篮6，钢束1-5，钢束2-5
挂篮5
7-悬浇6
桥梁段1-6，桥梁段2-6
挂篮7，钢束1-6，钢束2-6
挂篮6
8-悬浇7
桥梁段1-7，桥梁段2-7
挂篮8，钢束1-7，钢束2-7
挂篮7
9-悬浇8
桥梁段1-8，桥梁段2-8
挂篮9，钢束1-8，钢束2-8
挂篮8
10-悬浇9
桥梁段1-9，桥梁段2-9
合龙段挂篮1、2-1、2-2、3，钢束1-9，钢束2-9
挂篮9
11-边跨合龙
左、右边跨
合龙段钢束1、3，
合龙段挂篮1、3
12-中跨合龙
合龙段钢束2，
合龙段挂篮2-1、2-2
7、分阶段定义荷载信息
本例题主要模拟5种荷载作用：
结构自重、挂篮荷载、预应力荷载、混凝土收缩徐变荷载、公路一级车道荷载。
以上5种荷载，除收缩徐变由程序根据已定义的收缩徐变函数自动计算外，其他的都要定义荷载信息。
下面分述如下——
1）自重：
在荷载中选择自重，按照下图指定荷载工况名称、荷载组、自重系数添加即可。
程序根据自重系数、当前施工阶段结构模型自动计算结构自重。
2）挂篮荷载：
主梁合龙前，在悬臂端都有挂篮荷载的作用，由于结构是对称施工，而且结构本身也是对称结构，因此施工过程中的等效挂篮荷载也是对称的。
在这里通过节点荷载来模拟。
挂篮作用在悬臂端外2.452m处m处，挂篮换算荷载为10KN及附加弯矩24.52KNm。
以第一阶段挂篮1为例，定义挂篮荷载如下图所示——
选择显示第一施工阶段，然后选择两个零号块的右端节点22和47，选择荷载工况为“模架移动装置”，荷载组选择“挂篮1”，添加节点荷载值Fz=-10KN，My=24.52KNm适用，然后再选择节点17和42，选择荷载工况为“模架移动装置”，荷载组选择“挂篮1”，添加节点荷载值Fz=-10KN，My=-24.52KNm适用。
3）预应力荷载：
定义预应力荷载分三步骤，钢束特性值——钢束布置形状——钢束预应力荷载。
钢束布置形状只能在基本
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