某預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋MIDAS建立橋梁上部結(jié)構(gòu)模型案例分析目錄TOC\o"1-3"\h\u20972某預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋MIDAS建立橋梁上部結(jié)構(gòu)模型案例分析 1127741.1建模概述 1282141.2橋梁特性值輸入 279931.2.1材料的特性值 2108221.2.2時(shí)間依存材料(收縮/徐變) 2325241.2.3時(shí)間依存材料(抗壓強(qiáng)度) 3282591.2.4截面參數(shù)設(shè)置 3105181.3節(jié)點(diǎn)和單選的劃分 6106991.3.1節(jié)點(diǎn)設(shè)置 6298091.3.2單元設(shè)置 9206381.3.3變截面設(shè)置 9246831.4邊界設(shè)置 10312221.1.1邊界組定義 10288491.1.2支承定義 10102081.5靜力荷載定義 11163551.5.1荷載組定義 11205071.5.2定義靜力荷載工況 1291821.5.3自重 13132501.5.4二期恒載 13228441.5.5掛籃濕重 13177401.5.6溫度荷載 1660981.6施工階段定義 1760241.7移動(dòng)荷載定義 22164481.7.1移動(dòng)荷載規(guī)范選取 22259821.7.2車(chē)道定義 2248041.7.3車(chē)輛/人群 226071.7.4車(chē)輛/人群荷載工況 2286951.8小結(jié) 221.1建模概述本章講述的內(nèi)容為根據(jù)前期選擇的最優(yōu)橋型方案，利用MIDAS軟件建立橋型的電算模型，為后續(xù)的橋梁的驗(yàn)算做準(zhǔn)備。1.2橋梁特性值輸入1.2.1材料的特性值主梁材料采用C50，預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用1860等級(jí)。規(guī)范選擇JTG04(RC)——《(JTG33622018)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》。MIDAS具體數(shù)值如圖1.2-1和圖1.2-2。圖1.2-1混凝土材料數(shù)據(jù)圖1.2-2預(yù)應(yīng)力鋼絞線材料數(shù)據(jù)1.2.2時(shí)間依存材料(收縮/徐變)采用《公路橋梁規(guī)范》設(shè)置，具體如圖1.2-3圖1.2-3收縮/徐變參數(shù)1.2.3時(shí)間依存材料(抗壓強(qiáng)度)如圖1.2-4圖1.2-4抗壓強(qiáng)度參數(shù)1.2.4截面參數(shù)設(shè)置主梁截面分為“支點(diǎn)截面”和“跨中截面”，MIDAS可以根據(jù)這兩種特征截面進(jìn)行簡(jiǎn)化成橋，其中的變截面可以在MIDAS中自動(dòng)轉(zhuǎn)化。(1)跨中/支點(diǎn)/墩三種標(biāo)準(zhǔn)截面偏心距改為中-上部，具體如圖1.2-5。圖1.2-5主梁截面參數(shù)(2)變截面參數(shù)變截面參數(shù)是根據(jù)“支點(diǎn)截面”和“跨中截面”進(jìn)行二次拋物線變化而來(lái)的截面分為“支點(diǎn)-跨中”和“跨中-支點(diǎn)”，具體如圖1.2-6。圖1.2-6變截面截面參數(shù)MIDAS模型中個(gè)單元具體變截面設(shè)置為：(1)5#-17#，37#-49#為“跨中-支點(diǎn)”的變截面變化。(2)22#-34#，54#-66#為“支點(diǎn)-跨中”變截面變化。(3)1#-4#，35#-36#，67#-70#為“跨中截面”。(4)18#-21#,50#-53#為“支點(diǎn)截面”。1.3節(jié)點(diǎn)和單選的劃分1.3.1節(jié)點(diǎn)設(shè)置經(jīng)過(guò)計(jì)算將本次橋型分為77個(gè)節(jié)點(diǎn)，72各單元(包括墩)。在EXCEL中輸入各節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，然后把表格的數(shù)據(jù)復(fù)制到MIDAS中的節(jié)點(diǎn)表格中，如表1.3-1。表1.3-1節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)表節(jié)點(diǎn)X(m)Y(m)Z(m)10037.523037.536037.549037.5511037.5611.5037.5718037.5821.5037.5925037.51028.5037.51132037.51235037.51338037.51441037.51544037.51647037.51750037.51852037.51954037.52055037.52156037.52258037.52360037.52463037.52566037.52669037.52772037.52875037.52978037.53081.5037.53185037.53288.5037.53392037.53495.5037.53599037.536100037.537101037.538101.5037.539108037.5續(xù)表1.3-140111.5037.541115037.542118.5037.543122037.544125037.545128037.546131037.547134037.548137037.549140037.550142037.551144037.552145037.553146037.554148037.555150037.556153037.557156037.558159037.559162037.560165037.561168037.562171.5037.563175037.564178.5037.565182037.566185.5037.567189037.568191037.569194037.570197037.571200037.57255029.573550074145029.5751450076200031.5770031.51.3.2單元設(shè)置由前面建立的節(jié)點(diǎn)，建立出單元。步驟為從MIDAS樹(shù)形菜單中選擇模型＞節(jié)點(diǎn)/單元＞建立單元。如圖1.3-2圖1.3-2單元建立1.3.3變截面設(shè)置本次設(shè)計(jì)橋梁下緣為二次拋物線變化，所以要將是變截面的單元設(shè)置為變截面組。最終成全橋模型，如圖1.3-3。圖1.3-3全橋模型圖1.4邊界設(shè)置1.1.1邊界組定義如圖1.4-1所示。其中“支承”為橋梁墩處的支座，73號(hào)和75號(hào)節(jié)點(diǎn)為固定鉸支座；“滿(mǎn)堂支架段”為滿(mǎn)堂支架處的支座，77號(hào)和76號(hào)節(jié)點(diǎn)為滑動(dòng)支座；“彈性連接”為橋墩與主梁之間的聯(lián)系，20號(hào)和72號(hào)節(jié)點(diǎn)，52號(hào)和74號(hào)節(jié)點(diǎn)之間為剛性連接?！癊Link”為1號(hào)和77號(hào)節(jié)點(diǎn)，71號(hào)和76號(hào)之間的剛性連接。圖1.4-1邊界組定義圖1.1.2支承定義一般支承詳細(xì)數(shù)據(jù)如表1.4-1。表1.4-1一般支承表格節(jié)點(diǎn)DxDyDzRxRyRzRw組731111110支承751111110支承760111000滿(mǎn)堂支架區(qū)段-右770111000滿(mǎn)堂支架區(qū)段-左彈性連接數(shù)據(jù)如圖1.4-1。圖1.4-1彈性連接表格1.5靜力荷載定義1.5.1荷載組定義定義荷載組的過(guò)程是為了方便讓不同的荷載在不同的施工階段進(jìn)行加載。如圖1.5-1。圖1.5-1荷載組表格圖中：自重——主梁自重；溫度——包括均勻升溫、均勻降溫、梁截面升溫、梁截面降溫；二期恒載——10cm瀝青混凝土+8cm混凝土平調(diào)層；掛籃濕重(1-12)——不同施工階段的掛籃濕重；混凝土濕重(1-12)——不同施工階段的混凝土濕重；鋼束——懸臂澆筑施工階段的鋼束預(yù)應(yīng)力；合攏段鋼束——邊跨、中跨合攏段施工階段鋼束預(yù)應(yīng)力。1.5.2定義靜力荷載工況如圖1.5-2圖1.5-2靜力荷載工況1.5.3自重自重的力在MIDAS中是延z豎直向下的，所以自重系數(shù)取-1.04；1.5.4二期恒載二期恒載=10cm瀝青混凝土+8cm混凝土平調(diào)層。由第3章主梁橋面板計(jì)算可得，二期恒載為-100.6kN。1.5.5掛籃濕重根據(jù)支點(diǎn)單元的重量，本次設(shè)計(jì)假設(shè)采用80t的掛籃，塊件的x方向?yàn)?m和3.5m。所以：e=1.5m。掛籃濕重產(chǎn)生的荷載是對(duì)上一個(gè)施工塊有一個(gè)偏心力，可以把這個(gè)偏心力簡(jiǎn)化成一個(gè)豎向力和一個(gè)彎矩，如圖1.5-3。圖1.5-3掛籃濕重荷載可以從邁達(dá)斯中導(dǎo)出每個(gè)單元的整體重量，找到相應(yīng)施工塊的單元重，首先找到掛籃濕重對(duì)前一個(gè)施工塊造成的彎矩，然后根據(jù)每個(gè)豎向力和彎矩作用的節(jié)點(diǎn)，并定義到對(duì)應(yīng)的荷載組。具體見(jiàn)表1.5-1。表1.5-1掛籃濕重荷載表節(jié)點(diǎn)荷載工況Fx(kN)Fy(kN)Fz(kN)Mx(kN*m)My(kN*m)Mz(kN*m)5混凝土濕重00-339.250-508.8805模架移動(dòng)裝置00-8000-120006混凝土濕重00-1187.380-1781.0606模架移動(dòng)裝置00-8000-120007混凝土濕重00-1195.310-1792.9707模架移動(dòng)裝置00-8000-120008混凝土濕重00-1222.950-1831.4208模架移動(dòng)裝置00-8000-120009混凝土濕重00-1272.350-1908.5309模架移動(dòng)裝置00-8000-1200010混凝土濕重00-1340.960-2011.43010模架移動(dòng)裝置00-8000-1200011混凝土濕重00-1427.430-2141.14011模架移動(dòng)裝置00-8000-1200012混凝土濕重00-1301.90-1957.35012模架移動(dòng)裝置00-8000-1200013混凝土濕重00-1391.190-2086.79013模架移動(dòng)裝置00-8000-1200014混凝土濕重00-1487.460-2231.180續(xù)表1.5-114模架移動(dòng)裝置00-8000-1200015混凝土濕重00-1593.440-2390.16015模架移動(dòng)裝置00-8000-1200016混凝土濕重00-1708.930-2563.4016模架移動(dòng)裝置00-8000-1200017混凝土濕重00-1833.730-2750.6017模架移動(dòng)裝置00-8000-1200023混凝土濕重00-1833.7302750.6023模架移動(dòng)裝置00-80001200024混凝土濕重00-1708.9302563.4024模架移動(dòng)裝置00-80001200025混凝土濕重00-1593.4402390.16025模架移動(dòng)裝置00-80001200026混凝土濕重00-1487.4602231.18026模架移動(dòng)裝置00-80001200027混凝土濕重00-1391.1902086.79027模架移動(dòng)裝置00-80001200028混凝土濕重00-1301.901957.35028模架移動(dòng)裝置00-80001200029混凝土濕重00-1427.4302141.14029模架移動(dòng)裝置00-80001200030混凝土濕重00-1340.9602011.43030模架移動(dòng)裝置00-80001200031混凝土濕重00-1272.3501908.53031模架移動(dòng)裝置00-80001200032混凝土濕重00-1222.9501831.42032模架移動(dòng)裝置00-80001200033混凝土濕重00-1195.3101792.97033模架移動(dòng)裝置00-80001200034混凝土濕重00-1187.3801781.06034模架移動(dòng)裝置00-80001200035混凝土濕重00-339.250508.88035模架移動(dòng)裝置00-80001200037混凝土濕重00-339.250-508.88037模架移動(dòng)裝置00-8000-1200038混凝土濕重00-1187.380-1781.06038模架移動(dòng)裝置00-8000-1200039混凝土濕重00-1195.310-1792.97039模架移動(dòng)裝置00-8000-1200040混凝土濕重00-1222.950-1831.420續(xù)表1.5-140模架移動(dòng)裝置00-8000-1200041混凝土濕重00-1272.350-1908.53041模架移動(dòng)裝置00-8000-1200042混凝土濕重00-1340.960-2011.43042模架移動(dòng)裝置00-8000-1200043混凝土濕重00-1427.430-2141.14043模架移動(dòng)裝置00-8000-1200044混凝土濕重00-1301.90-1957.35044模架移動(dòng)裝置00-8000-1200045混凝土濕重00-1391.190-2086.79045模架移動(dòng)裝置00-8000-1200046混凝土濕重00-1487.460-2231.18046模架移動(dòng)裝置00-8000-1200047混凝土濕重00-1593.440-2390.16047模架移動(dòng)裝置00-8000-1200048混凝土濕重00-1708.930-2563.4048模架移動(dòng)裝置00-8000-1200049混凝土濕重00-1833.730-2750.6049模架移動(dòng)裝置00-8000-1200055混凝土濕重00-1833.7302750.6055模架移動(dòng)裝置00-80001200056混凝土濕重00-1708.9302563.4056模架移動(dòng)裝置00-80001200057混凝土濕重00-1593.4402390.16057模架移動(dòng)裝置00-80001200058混凝土濕重00-1487.4602231.18058模架移動(dòng)裝置00-80001200059混凝土濕重00-1391.1902086.79059模架移動(dòng)裝置00-80001200060混凝土濕重00-1301.901957.35060模架移動(dòng)裝置00-80001200061混凝土濕重00-1427.4302141.14061模架移動(dòng)裝置00-80001200062混凝土濕重00-1340.9602011.43062模架移動(dòng)裝置00-80001200063混凝土濕重00-1272.3501908.53063模架移動(dòng)裝置00-80001200064混凝土濕重00-1222.9501831.42064模架移動(dòng)裝置00-80001200065混凝土濕重00-1195.3101792.970續(xù)表1.5-165模架移動(dòng)裝置00-80001200066混凝土濕重00-1187.3801781.06066模架移動(dòng)裝置00-80001200067模架移動(dòng)裝置00-8000120001.5.6溫度荷載(1)系統(tǒng)溫度：根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)上的說(shuō)明，初始溫度為0℃；均勻升溫為25℃；均勻降溫為-5℃。(2)梁截面溫度升降橋梁才有10cm的瀝青混凝土。所以根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2015)1.3.12規(guī)定：算橋梁結(jié)構(gòu)由于豎向溫度梯度引起的效應(yīng)時(shí)，可采用如圖1.5-4所示的豎向溫度梯度曲線，其橋面板表面的最高溫度T1規(guī)定見(jiàn)圖1.5-5。圖1.5-4豎向梯度溫度圖中：A ——混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中當(dāng)梁高H小于400mm時(shí)，A=H-100mm。梁高H大于或等于400mm時(shí)，A=300mm；帶混凝土橋面板的鋼結(jié)構(gòu)A=300mmt——混凝土橋面板的厚度（mm）混凝土上部結(jié)構(gòu)和帶混凝土橋面板的鋼結(jié)構(gòu)的豎向日照反溫差為正溫差乘以-0.5。圖1.5-5豎向日照正溫差計(jì)算的溫度基數(shù)1.6施工階段定義從樹(shù)形菜單的菜單表單中選擇荷載＞施工階段＞定義施工階段。如圖1.6-1所示像施工階段1一樣依次激活每個(gè)階段所要添加的單元、邊界、荷載。具體數(shù)據(jù)如表1.6-1。圖1.6-1施工階段定義表1.6-1施工階段劃分施工階段持續(xù)時(shí)間單元邊界荷載激活鈍化激活鈍化激活鈍化名稱(chēng)材齡名稱(chēng)名稱(chēng)位置名稱(chēng)名稱(chēng)激活時(shí)間名稱(chēng)鈍化時(shí)間112組1-012-支承變形前-自重開(kāi)始--橋墩130-彈性鏈接變形前-掛籃1開(kāi)始--組2-012混凝土濕重1開(kāi)始--橋墩230鋼束1-0開(kāi)始鋼束2-0開(kāi)始--212橋梁段1-112掛籃2開(kāi)始掛籃1開(kāi)始橋梁段2-112混凝土濕重2開(kāi)始混凝土濕重1開(kāi)始鋼束1-1開(kāi)始鋼束2-1開(kāi)始--續(xù)表1.6-1312橋梁段1-212掛籃3開(kāi)始掛籃2開(kāi)始橋梁段2-212混凝土濕重3開(kāi)始混凝土濕重2開(kāi)始鋼束1-2開(kāi)始鋼束2-2開(kāi)始--412橋梁段1-312掛籃4開(kāi)始掛籃3開(kāi)始橋梁段2-312混凝土濕重4開(kāi)始混凝土濕重3開(kāi)始鋼束1-3開(kāi)始鋼束2-3開(kāi)始--512橋梁段1-412掛籃5開(kāi)始掛籃4開(kāi)始橋梁段2-412混凝土濕重5開(kāi)始混凝土濕重4開(kāi)始鋼束1-4開(kāi)始鋼束2-4開(kāi)始--612橋梁段1-512掛籃6開(kāi)始掛籃5開(kāi)始橋梁段2-512混凝土濕重6開(kāi)始混凝土濕重5開(kāi)始鋼束1-5開(kāi)始鋼束2-5開(kāi)始--712橋梁段1-612掛籃7開(kāi)始掛籃6開(kāi)始橋梁段2-612混凝土濕重7開(kāi)始混凝土濕重6開(kāi)始鋼束1-6開(kāi)始鋼束2-6開(kāi)始--812橋梁段1-712掛籃8開(kāi)始掛籃7開(kāi)始橋梁段2-712混凝土濕重8開(kāi)始混凝土濕重7開(kāi)始鋼束1-7開(kāi)始鋼束2-7開(kāi)始--續(xù)表1.6-1912橋梁段1-812掛籃9開(kāi)始掛籃8開(kāi)始橋梁段2-812混凝土濕重9開(kāi)始混凝土濕重8開(kāi)始鋼束1-8開(kāi)始鋼束2-8開(kāi)始--1012橋梁段1-912掛籃10開(kāi)始掛籃9開(kāi)始橋梁段2-912混凝土濕重10開(kāi)始混凝土濕重9開(kāi)始鋼束1-9開(kāi)始鋼束2-9開(kāi)始--1112橋梁段1-1012掛籃11開(kāi)始掛籃10開(kāi)始橋梁段2-1012混凝土濕重11開(kāi)始混凝土濕重10開(kāi)始鋼束1-10開(kāi)始鋼束2-10開(kāi)始--1212橋梁段1-1112掛籃12-1開(kāi)始掛籃11開(kāi)始橋梁段2-1112掛籃12-2開(kāi)始混凝土濕重11開(kāi)始掛籃12-3開(kāi)始掛籃12-4開(kāi)始混凝土濕重12開(kāi)始鋼束1-11開(kāi)始鋼束2-11開(kāi)始--續(xù)表1.6-11312橋梁段1-1212--合龍段掛籃1開(kāi)始掛籃12-1開(kāi)始橋梁段2-1212--合龍段掛