完整版Midas计算实例.docx

1、完整版Midas计算实例湘桂铁路湘江桥分析与设计中南大学2010年1月1. 概要本桥为80+2*112+281+41六跨混凝土预应力连续梁桥。图1。 分析模型桥梁概况及一般截面桥梁形式：六跨混凝土悬臂梁桥梁长度：L = 80+112+112+80+80+41m施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段,边跨合龙时,中跨体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁,挂梁与中跨主梁铰接,施工桥面铺装，并考虑1000天收缩徐变.预应力布置形式:T构部分配置顶板预应力，边跨配置底板预应力梁桥分析与设计的一般步骤1.定义材料和截面2.建立结构模型3.输入非预应力钢筋4.输入荷载1.恒

2、荷载2.钢束特性和形状3.钢束预应力荷载5.定义施工阶段6.输入移动荷载数据1.选择移动荷载规范2.定义车道3.定义车辆4.移动荷载工况7.运行结构分析8.查看分析结果 使用的材料混凝土主梁采用JTG04（RC)规范的C50混凝土，桥墩采用JTG04(RC）规范的C40混凝土钢材采用JTG04(S）规范，在数据库中选Strand1860荷载恒荷载自重，在程序中按自重输入,由程序自动计算预应力钢束(15.2 mm31)截面面积: Au = 4340 mm2孔道直径: 130 mm钢筋松弛系数（开)，选择JTG04和0.3（低松弛)超张拉（开)预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk)：1860N/mm2

3、预应力钢筋与管道壁的摩擦系数：0.25管道每米局部偏差对摩擦的影响系数：1。5e006（1/mm）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点：6mm结束点：6mm张拉力：抗拉强度标准值的75%，张拉控制应力1395MPa徐变和收缩条件水泥种类系数（Bsc): 5 （5代表普通硅酸盐水泥)28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值，即标号强度（fcu，f）：50N/mm2长期荷载作用时混凝土的材龄：5天混凝土与大气接触时的材龄：3天相对湿度: 构件理论厚度：程序计算适用规范:中国规范(JTG D62-2004)徐变系数： 程序计算混凝土收缩变形率: 程序计算2。 设置操作环境打开新文件（新项目），以 湘江

4、桥 为名保存（保存）.将单位体系设置为 KN和m.该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。 图2。 设置单位体系3. 定义材料和截面定义材料下面定义模型中所使用的混凝土和钢束的材料特性。类型混凝土 ； 规范 JTG04(RC)数据库 C50 名称主梁 名称(Strand1860 ) ； 类型钢材 ； 规范 JTG04(S）数据库 Strand1860 图5。 定义材料对话框定义截面预应力混凝土连续梁通常采用箱梁截面，可以使用截面数据库中的设计截面来定义。首先定义控制位置的一般截面，然后再使用一般截面定义变截面。（注：因为对于主梁要进行PSC设计和RC设计，因此主梁截面必须用设计截面来定义，而墩

5、截面必须用数据库/用户截面来定义。） 图4。 定义跨中位置处截面 图5。 定义支座位置处截面根据已定义的等截面定义变截面图6。 变截面“跨中支座”定义对话框图7。 变截面“支座跨中”定义对话框最终全桥截面数据如下图所示图8. 截面列表施工过程需要考虑主梁和桥墩的收缩徐变特性，为了考虑徐变、收缩，下面定义混凝土材料的时间依存特性. 图9。 定义主梁的徐变和收缩特性图10. 连接时间依存材料特性4. 建立结构模型图11。 建立几何模型根据桥梁所处位置给各桥梁段赋予实际的截面信息。 图12。 定义变截面组后结构显示形状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

6、度图13. 修改单元理论厚度定义结构组、边界组和荷载组为了进行施工阶段分析,将在各施工阶段（construction stage）所要激活和钝化的单元、边界条件、荷载定义为组，并利用组来定义施工阶段。 图14。 结构组列表 图15。 边界组列表 图16. 荷载组列表输入边界条件因为主梁截面的偏心点选择的是中上部，而支座位于主梁的底部，因此需要在主梁的底部建立支座节点，并在支座节点上定义约束内容,并将支座节点与主梁节点通过刚臂进行连接。对于边跨满堂支架施工段，在施工过程中，梁底部有支架的临时支撑作用,对支架采用只受压弹性连接模拟，支架底部采用固结.主梁与支座节点的连接关系，使用刚性弹簧来连接。

7、图17。 边跨满堂施工梁段临时支撑约束表格 图18。 释放梁端约束模拟挂孔铰接5. 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 图19。 截面钢筋输入其他截面的截面钢筋信息可以参照“跨中”截面的截面钢筋数据输入图20。 复制截面钢筋6. 输入荷载输入施工阶段分析中的自重荷载、预应力荷载和铺装荷载。 图21. 定义静力荷载工况名称输入恒荷载图22。 输入自重荷载使用 梁单元荷载 功能输入铺装荷载。图23. 根据单元属性选择单元输入钢束特性值荷载/ 预应力荷载 /钢束特性值预应力钢束的名称 （钢束) ; 预应力钢束的类型内部（后张)材料3: Strand1860 钢束总面积 （0.0043

8、4） 或者 钢铰线公称直径15.2mm（1x7） 钢铰线股数 ( 31 ) 导管直径 (0。13） ； 钢束松弛系数(开）:JTG04 0。3 超张拉（开）预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.25管道每米局部偏差对摩擦的影响系数: 1。5e003（1/m）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值：开始点：0。006m结束点:0.006m粘结类型粘结 图24 输入钢束特性值首先输入左墩顶顶板束的形状。图25。 定义钢束形状图26.修改钢束布置形状参数输入钢束预应力荷载定义完钢束的形状后，再定义预应力钢束的张拉荷载（预应力钢束张拉荷载也可以在各施工阶段施加荷载）.转换单位体系,将单位体系设置为 N和mm。荷载

9、/ 预应力荷载/ 钢束预应力荷载荷载工况名称预应力 ； 荷载组名称悬臂段预应力1钢束 顶板11顶板14，顶板11顶板14，顶板2-1顶板2-4，顶板21顶板24 已选钢束张拉力应力 ; 张拉两端开始点 (1395） ; 结束点 (1395 ） 注浆 ： 下 ( 0 ）按照同样的方法，注意荷载组的选择输入最大悬臂状态时顶板钢束的预应力荷载。按照同样的方法,注意荷载组的选择输入边跨满堂施工段底板束的预应力荷载。7.定义施工阶段荷载 /施工阶段分析数据 / 定义施工阶段图27。 定义施工阶段窗口施工阶段分析模型的阶段是由基本、施工阶段、最后阶段（PostCS)组成的。基本阶段是对单元进行添加或删除、

10、定义材料、截面、荷载和边界条件的阶段,可以说与实际施工阶段分析无关，且上述工作只能在基本阶段进行。施工阶段是进行实际施工阶段分析的阶段,在这里可以更改荷载状况和边界条件。最后阶段（PostCS)是对除施工阶段荷载以外的其他荷载进行分析的阶段，在该阶段可以将一般荷载的分析结果和施工阶段分析的结果进行组合.最后阶段可以被定义为施工阶段中的任一阶段.图28。 定义施工阶段1分析 / 施工阶段分析控制最终施工阶段最后施工阶段 分析选项考虑时间依存效果 （开）时间依存效果徐变和收缩(开） ； 类型徐变和收缩徐变分析时的收敛控制迭代次数 ( 5 ） ； 收敛误差 （ 0.01 )自动分割时间 （开） 钢束

11、预应力损失 (徐变和收缩) (开）考虑钢筋的约束效果（开）抗压强度的变化 (开） 钢束预应力损失 （弹性收缩） （开） 图29. 指定施工阶段分析选项8. 输入移动荷载数据在施工阶段分析中,对于没有将类型定义为施工阶段荷载的一般静力荷载或移动荷载的分析结果,可在最后阶段进行查看.主控数据确定在执行分析前,必须在主菜单分析下定义各项分析所需的分析控制数据。图31。 分析主控数据9. 运行结构分析建模、定义施工阶段、移动荷载数据全部输入结束后，运行结构分析。 分析/ 运行分析10.查看分析结果 图32. 施工阶段1(CS1)中下缘应力曲线利用桥梁内力图 查看在各施工阶段所发生的最大、最小应力. 下面查看由施工阶段恒载引起的弯矩。图33. CS4施工阶段恒载内力曲线图34. 移动荷载内力图查看利用荷载组合查看应力图35. 施工阶段主应力图在最后施工阶段查看施工阶段分析结果和移动荷载分析结果叠加起来的应力图形。阶段 PostCS图36. 施工阶段应力包络图 图37. 应力结果表格查看查看钢束的分析结果 结果/ 预应力钢束预应力损失变化图表顶板15图38。 预应力钢束预应力损失图表图39。 全桥预拱度控制图重要说明：Midas程序计算的预拱度和设计提供的预拱度规律基本一致，数值方面稍微有一定的差别。在使用的时候，需要根据实际施工情况和施工步骤作出一些调整。