邁達斯實例—某施工棧橋的設(shè)計

1、某施工棧橋的設(shè)計1.1 主橋概況本橋為施工便橋。主橋為27+24m貝雷架連續(xù)梁橋，單車道，橋面寬度4m，上部采用2榀4片貝雷縱梁（加強雙排單層，DSR），2榀貝雷縱梁按距中心等間距布置，橫向每3m間距采用10號槽鋼加工支撐架連成整體；分配橫梁采用27#型工字鋼，貝雷梁與橋臺頂部搭接1m，橋臺頂寬2m，長6m。橋墩為貝雷片組裝，墩高為12m；基礎(chǔ)為擴大基礎(chǔ)，為了保證貝雷梁的穩(wěn)定性，墩基礎(chǔ)預(yù)埋8塊2cm厚鋼板與貝雷片陽頭焊接。圖1-1主橋立面圖1.2 貝雷架橋面結(jié)構(gòu) 1、桁架及銷子桁架結(jié)構(gòu)由上下弦桿、豎桿及斜桿焊接而成,弦桿焊有多塊帶圓孔的鋼板:弦桿螺栓孔、支撐架孔；下弦桿兩端鋼板上有風(fēng)構(gòu)孔,用以

2、連接抗風(fēng)拉桿，下弦桿設(shè)有4塊橫梁墊板，上有栓釘，以固定橫梁位置。端豎桿有支撐架孔，為安裝支撐架、斜撐與聯(lián)板用。 2、加強弦桿加強弦桿兩端設(shè)有陰陽頭，中部設(shè)有支撐架孔與弦桿螺栓孔。弦桿螺栓孔板反焊于桿件的一面，使連接加強弦桿與桁架的弦桿螺帽不致外露。每節(jié)橋梁在桁架后端豎桿上個裝一對斜撐，橋頭端柱上另加一根，斜撐與桁架和橫梁的連接用斜撐螺栓。3、聯(lián)板聯(lián)板用撐架螺栓連在第二排與第一排桁架的端豎桿上，每節(jié)桁架前端豎桿上各設(shè)一塊。4、支撐架支撐架是用撐架螺栓連接于第一排與第二排桁架之間，使成為一整體。5、抗風(fēng)拉桿抗風(fēng)拉桿兩端各有一個銷釘孔，并用鏈條系掛的銷釘，利用銷釘使抗風(fēng)拉桿與桁架連接，桿中部設(shè)有連接

3、夾，桿上還備有反向螺紋的松緊螺旋套，螺旋套一端附設(shè)銷緊螺母。每格橋梁需用交叉設(shè)置兩根抗風(fēng)拉桿，承受垂直于橋梁任何一側(cè)的風(fēng)力。1.3 技術(shù)標準和規(guī)范1.3.1 技術(shù)標準1、公路等級：施工便橋2、橋梁單幅寬度：5.1m3、荷載標準 車輛荷載等級：公路I級 橋梁所在地區(qū)相對濕度：0.81.3.2 設(shè)計規(guī)范公路工程技術(shù)標準 （JTJ0012003）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范 （JTJD602004）公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （JTJ02586）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 （JTJ0412000）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 （JTJ02585）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （GB500172003）1.4 主要材料及設(shè)計荷

4、載1.4.1 主要材料及其參數(shù)1.4.1.1 工字鋼（16Mn）彈性模量 E=2.10×105 MPa剪切模量 G=0.81×105 MPa抗彎強度 抗剪強度 27工字鋼幾何尺寸h=270mm b=122mm d=8.5mm t=13.7mm r=10.5mm r1=5.3mm理論質(zhì)量：55.404Kg/mIx=7110cm4 Wx=508cm3 Ix:Sx=24.61.4.1.2 槽鋼(16Mn)彈性模量 E=2.10×105 MPa剪切模量 G=0.81×105 MPa抗彎強度 抗剪強度 10槽鋼幾何尺寸h=100mm b=148mm d=5.3mm

5、 t=8.5mm r=8.5mm r1=4.2mm理論質(zhì)量：10.007Kg/mIx=198cm4 Wx=39.7cm3 ix=3.95cmIy=25.6cm4 Wy=7.80cm3 iy=1.41cm1.4.2 設(shè)計荷載取值1.4.2.1 恒載 （1）一期恒載 一期恒載包括主梁、橫梁等材料重量。鋼材容重為77KN/m3，主梁按實際斷面計取重量。（2）二期恒載二期恒載為橋面板。1.4.2.2 活載公路I級橋跨縱向折減系數(shù)：1.0人群荷載：不計 荷載組合：恒載+汽車2 模型建立設(shè)定操作環(huán)境1. 首先建立新項目( 新項目)，以棧橋計算.mcb 為名保存( 保存)。文件 / 新項目 文件 / 保存(

6、棧橋計算 )2. 單位體系是使用KN(力), m(長度)。1) 在新項目選擇工具>單位體系 2) 長度 選擇m, 力(質(zhì)量) 選擇KN 3) 點擊l 定義材料使用Civil數(shù)據(jù)庫中內(nèi)含的材料來定義材料。1) 點擊模型，材料和載面特性2) 點擊 材料（參考圖1）3) 點擊4) 確認一般的材料號為1（參考圖2)5) 在類型欄中選擇鋼材 6) 在鋼材的規(guī)范欄中選擇GB03(S) 7) 在數(shù)據(jù)庫中選擇16Mn 8) 點擊9) 用“用戶自定義”的方法定義虛擬梁的材料。（見圖3） 參考圖1 參考圖2參考圖3l 定義截面1) 模型 / 材料和截面特性 / 截面/添加2) 數(shù)據(jù)庫/用戶 3) 截面形狀&

7、gt;工字形截面（參考圖4）4) 采用用戶定義方式5) 截面名稱>斜豎桿 6) 根據(jù)截面形式輸入數(shù)據(jù)7) 偏心>中心8) 點適用，同樣可用midas/civil中自帶的數(shù)據(jù)庫定義“支撐架”截面（參考圖5），用“數(shù)值”方法輸入“虛擬梁”截面（參考圖6）。 參考圖4 參考圖5 參考圖6l 輸入節(jié)點和單元本例節(jié)點和單元采用導(dǎo)入AUTOCAD的DXF文件來生成1) 首先在AUTOCAD中繪制掛籃框架模形，取型鋼幾何中心為軸線，根據(jù)尺寸畫出模型如下圖所示。圖7 在CAD中繪制模型框架在CAD中給制的直線段導(dǎo)入后就是一個單元，直線段的兩端點即為模型的節(jié)點。為了方便畫圖，在CAD中繪制時可不必細

8、分單元，只需把每根桿件的始、終點，及交點處分割即可。導(dǎo)入模型后再細劃分單元。值得說明的是在繪制時可將不同材制及不同截面的桿件繪制在不同的圖層，這樣導(dǎo)入時方便賦予材料及截面形式。2) 在MIDAS/CIVIL里點文件>導(dǎo)入>AUTOCAD DXF文件。注意，在導(dǎo)入時根據(jù)不同的材料及截面選取不同的圖層分別輸入（參考圖8）。參考圖8注： 由于按照原結(jié)構(gòu)建立模型，無法在結(jié)構(gòu)上定義橋面系荷載以及車道荷載，故現(xiàn)在建立一虛擬梁，虛擬梁專為后期定義橋面荷載以及定義車道設(shè)置。l 輸入邊界條件輸入模型支撐條件MIDAS/Civil是三維空間結(jié)構(gòu)分析程序，故每個節(jié)點有6個自由度(Dx, Dy, Dz,

9、Rx, Ry, Rz)。以吊桿頂端鉸接為例，只限制X、Y、Z方向的線位移即可。1) 選擇要加邊界條件的節(jié)點2) 模型 > 邊界條件 > 一般支承3) Dx, Dy, Dz處點選4) 適用。并用相同的方法加其它邊界條件。（參考圖9）參考圖9 結(jié)構(gòu)空間模型圖設(shè)置彈性連接在支撐位置設(shè)置彈性連接，1） 點擊模型>邊界條件>彈性連接2） 選擇需要施加連接的節(jié)點3） 選擇施加連接的組4） 選擇連接類型5） 輸入所施加的連接的約束值（參考圖10）參考圖10釋放梁端約束由于本結(jié)構(gòu)為桁架，故需對桁架間釋放y、z方向梁端彎矩1） 點擊模型>邊界條件>釋放梁端約束2） 選擇需要釋

10、放梁端約束的單元3） 選擇施加連接的組4） 選擇釋放約束位置，自由度等（參考圖11）參考圖11設(shè)置剛性連接桁架上下弦為兩個工字鋼連接而成，故為使之共同受力采用設(shè)置剛性連接使之結(jié)合為一個截面1） 點擊模型>邊界條件>剛性連接2） 輸入設(shè)置剛性連接的主節(jié)點號3） 選擇施加連接的自由度4） 選擇從節(jié)點（參考圖12）參考圖12l 輸入靜力荷載橋面荷載1）點擊荷載>梁單元荷載2）定義荷載組及荷載工況名稱3）選擇施加荷載的單元4）選擇荷載集度（參考圖13）5）相同的方法定義自重等其他荷載參考圖13l 輸入移動荷載車道荷載1）菜單>移動荷載分析>（參考圖14）2）定義移動荷載規(guī)范（參考圖15）3）定義車道（參考圖16）4）定義車輛（參考圖17）5）定義移動荷載工況（參考圖18、參考圖19） 參考圖14 參考圖15 參考圖16 參考圖17 參考圖18 參考圖19注：1、 虛擬梁專為定義橋面荷載以及車輛荷載而定義，往往梁格體系模型需建立一個虛擬梁從而利用其定義荷載；2、 車輛荷載分布選擇時，有橫向聯(lián)系梁的結(jié)構(gòu)選擇“橫向聯(lián)系梁”反之則選擇車到單元；3、 “組”