用MIDAS建7513075m連續(xù)剛構(gòu)橋模型

1、用MIDAS建75+130+75m連續(xù)剛構(gòu)橋模型步驟：1. 建立一個(gè)模型的第一步就是要建立符合你需要的單位體系，一般用KN，M。2. 定義材料參數(shù)：混凝土材料參數(shù)，預(yù)應(yīng)力鋼筋材料參數(shù)。在首先建立模型的時(shí)候，可以直接應(yīng)用MIDAS給定的規(guī)范數(shù)據(jù)庫中的材料來定義，但是在實(shí)際的工程中，要根據(jù)實(shí)際的情況來設(shè)置一些參數(shù)，如泊松比、彈性模量、線膨脹系數(shù)等。這個(gè)時(shí)候要用自定義材料參數(shù)來定義。3. 定義時(shí)間依存性材料特性：（我們通常說的混凝土的收縮徐變特性、混凝土強(qiáng)度隨時(shí)間變化在程序里統(tǒng)稱為時(shí)間依存材料特性）1) 定義時(shí)間依存性特性函數(shù)（包括收縮徐變函數(shù)，強(qiáng)度發(fā)展函數(shù)，一般國內(nèi)的規(guī)范里面不考慮強(qiáng)度發(fā)展函數(shù)）2

2、) 將定義的時(shí)間依存特性函數(shù)與相應(yīng)的材料連接起來3) 修改時(shí)間依存材料特性值（對(duì)于連續(xù)剛構(gòu)橋一般就是指修改構(gòu)件的理論厚度）4. 截面定義：截面定義有許多種方法，可以采用調(diào)用數(shù)據(jù)庫中截面（標(biāo)準(zhǔn)型鋼）、用戶定義、采用直接輸入截面特性值的數(shù)值形式、導(dǎo)入其他模型中已有截面。針對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋的截面定義，最好是采用用戶定義的方式輸入截面參數(shù)，當(dāng)然也可以采用在AutoCAD畫好截面，采用MIDAS中的截面特性計(jì)算器計(jì)算出截面的特性值，保存為SEC文件的形式后，再導(dǎo)入MIDAS中這種數(shù)值形式來定義截面，但是這種樹脂形式定義的截面不能向用戶輸入那樣直觀的顯示截面的三維效果，但是其不影響整個(gè)模型的計(jì)算結(jié)果。其中截面

3、特性計(jì)算器有其相關(guān)的文件說明。連續(xù)剛構(gòu)橋的截面定義一般是先建立PSC截面后，再建立變截面單元，等到建立好單元長度后，將變截面單元賦給相應(yīng)的單元。5. 建立節(jié)點(diǎn)：首先要明白節(jié)點(diǎn)是有限元模型最基本的單位，節(jié)點(diǎn)不代表任何的實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)只是用來確定構(gòu)件的位置。節(jié)點(diǎn)的建立可以采用捕捉柵格網(wǎng)、輸入坐標(biāo)、復(fù)制已有節(jié)點(diǎn)、分割已有節(jié)點(diǎn)等方法來建立新的節(jié)點(diǎn)，另外在復(fù)制單元的同時(shí)程序會(huì)自動(dòng)生成構(gòu)成單元的節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)建立過程中可能會(huì)出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)號(hào)不連續(xù)的情況，這是可以通過對(duì)選擇節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新編號(hào)或緊湊節(jié)點(diǎn)編號(hào)來進(jìn)行編輯。一般的情況下把第一個(gè)節(jié)點(diǎn)建在(0,0,0)點(diǎn)。6. 建立單元：在MIDAS中可以通過多種方法來建立單元，包

4、括連接已有節(jié)點(diǎn)建立單元、對(duì)已有單元進(jìn)行分割建立新的單元、擴(kuò)展已有節(jié)點(diǎn)或單元生成更高維數(shù)的單元、導(dǎo)入AUTOCAD的DXF文件來生成單元的方法等。對(duì)于復(fù)制單元、分割單元、擴(kuò)展單元都可以執(zhí)行等間距操作和任意間距操作。l 需要注意的是：使用鏡像功能復(fù)制單元時(shí)，新生成的單元的局部坐標(biāo)系方向與源單元的局部坐標(biāo)系方向相反，因此需要調(diào)整單元的局部坐標(biāo)系方向使得輸出的單元內(nèi)力方向統(tǒng)一。（在導(dǎo)入AUTOCAD的DXF文件時(shí)，只要選擇需要的圖層中的圖形文件就可以方便的建立整體結(jié)構(gòu)模型，然后再對(duì)導(dǎo)入的單元賦予單元屬性即可完成結(jié)構(gòu)模型的建立。）7. 定義邊界條件：在建立連續(xù)剛構(gòu)橋時(shí)，所用到的邊界條件是主墩底部節(jié)點(diǎn)（六

5、個(gè)自由度全部約束）、墩梁固結(jié)（彈性約束中的剛性連接）、邊墩（約束Dy、Dz、Rx、Rz）以及邊跨現(xiàn)澆段(1,1,1,1,0,1)。8. MIDAS對(duì)結(jié)構(gòu)自重荷載可以通過程序來自動(dòng)計(jì)算。在定義自重時(shí)，首先要定義自重荷載的荷載工況名稱，并定義自重所屬的荷載組，然后輸入自重系數(shù)即可。對(duì)于荷載系數(shù)，通常在Z方向輸入-1即可。因?yàn)橥ǔ？紤]的模型的重力作用方向都是豎直向下，而程序默認(rèn)的整體坐標(biāo)系Z的正方向是豎直向上的。如果自重作用時(shí)考慮結(jié)構(gòu)的容重與材料定義時(shí)的容重不同，這里自重系數(shù)只要輸入計(jì)算自重時(shí)要考慮的容重與材料定義的容重之比就可以了。9. 鋼束預(yù)應(yīng)力荷載：1) 鋼束特性值定義：張拉形式、單根預(yù)應(yīng)力鋼

6、筋面積、后張法導(dǎo)管直徑、松弛系數(shù)等與預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力計(jì)算參數(shù)。2) 鋼束布置形狀：通過二維和三維的輸入方式來輸入，通過輸入鋼束形狀主要控制點(diǎn)坐標(biāo)和預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起半徑，并輸入插入點(diǎn)坐標(biāo)即預(yù)應(yīng)力鋼筋坐標(biāo)參考位置坐標(biāo)即完成鋼束布置定義。3) 輸入鋼筋張拉控制應(yīng)力：選擇要張拉德鋼束，輸入張拉控制應(yīng)力（或張拉控制內(nèi)力），并輸入注漿時(shí)間，即在哪個(gè)階段開始考慮按換算截面來進(jìn)行計(jì)算。10. 定義溫度荷載：一般連續(xù)剛構(gòu)橋要考慮的溫度荷載有整體升溫、整體降溫和溫度梯度。l 系統(tǒng)溫度適應(yīng)于整體結(jié)構(gòu)的整體升溫或整體降溫。l 溫度梯度適用于對(duì)梁沿截面高度和寬度方向溫度梯度作用。l 對(duì)于結(jié)構(gòu)的初始溫度在模型結(jié)構(gòu)類型中指定，

7、通常指定為0度即可。11. 定義移動(dòng)荷載：對(duì)于連續(xù)剛構(gòu)橋，一般采用單梁結(jié)構(gòu)的梁單元建模，所以：1) 首先選規(guī)范：CHINA2) 首先要定義車道荷載（采用的是車道單元加載的方式。車道荷載里面有幾個(gè)車道就定義幾個(gè)車道荷載，把每個(gè)車道荷載的偏心距和跨度算出來）3) 再定義車輛類型（用規(guī)范數(shù)據(jù)庫里面的就可以）4) 定義移動(dòng)荷載工況（主要需要考慮的是縱向荷載折減系數(shù)和最多加載車道數(shù)、最少加載車道數(shù)，還有是否考慮組合情況，荷載橫向分布系數(shù)是程序本身予以考慮）5) 最后還要在“分析”欄中定義移動(dòng)荷載分析控制數(shù)據(jù)(加載位置、計(jì)算位置、計(jì)算選項(xiàng)、橋梁等級(jí)和沖擊系數(shù)（基頻的的值的選定）) 12. 變截面組：建立連

8、續(xù)剛構(gòu)橋時(shí)，變截面組一般是不需要使用的，因?yàn)樵诮⒆兘孛鎲卧臅r(shí)候就基本上已經(jīng)考慮好了單元的長度，一般都是根據(jù)施工階段的需要來劃分的，一般一個(gè)節(jié)段用一個(gè)變截面單元來定義，像在主梁根部有橫膈板的情況，一個(gè)節(jié)段可以多劃分幾個(gè)單元。因?yàn)榻⒘俗兘孛娼M之后很影響程序運(yùn)行的速度，所以就算是用到變截面組，一般的情況下也會(huì)將其轉(zhuǎn)化為變截面來處理。（在分割變截面單元的時(shí)候，會(huì)使分割后的變截面變?yōu)殇忼X狀的一連串單元，這個(gè)時(shí)候必須要采用變截面組來分割才能避免這種現(xiàn)象。）13. 質(zhì)量的定義：一般連續(xù)剛構(gòu)橋都是進(jìn)行靜力分析，主要是在靜力狀態(tài)下模擬連續(xù)剛構(gòu)橋的施工過程中以及成橋狀態(tài)下的內(nèi)力分布和位移情況，所以一般不需要

9、將一些荷載轉(zhuǎn)化成質(zhì)量。（對(duì)于二期恒載，在進(jìn)行靜力分析時(shí)，一般都是按照荷載的形式施加的。）14. 定義PSC截面鋼筋：對(duì)于連續(xù)剛構(gòu)橋，當(dāng)要求分析結(jié)構(gòu)的主拉應(yīng)力時(shí)，作為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，除了配置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋外，還要配置普通鋼筋。程序中的普通鋼筋按照縱向鋼筋和抗剪鋼筋這兩個(gè)對(duì)話框輸入。l 在連續(xù)剛構(gòu)橋中，縱向鋼筋一般可以對(duì)橋墩配置，其他的截面一般不配置縱向鋼筋。l 抗剪鋼筋包括了腹板豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋、彎起鋼筋、和抗扭鋼筋（抗扭箍筋和抗扭縱筋），但是在MIDAS中，一般只將腹板豎向預(yù)應(yīng)力筋配置給結(jié)構(gòu)，也是一種偏安全的處理方式。l 當(dāng)配置了縱向普通鋼筋后，一定要在“分析主控?cái)?shù)據(jù)”中選擇“在計(jì)算截面剛度時(shí)

10、考慮鋼筋，否則程序在計(jì)算過程中不考慮縱向普通鋼筋隊(duì)截面剛度和結(jié)構(gòu)承載能力的影響?！?5. 定義節(jié)點(diǎn)荷載：在連續(xù)剛構(gòu)橋中，節(jié)電荷載用在有時(shí)橫膈板不建出來，而是用節(jié)點(diǎn)荷載或是單元荷載的形式加上去，還有在施工階段中，掛藍(lán)、混凝土濕重中跨頂推力、配重等要施加節(jié)點(diǎn)荷載。16. 定義梁單元荷載：連續(xù)剛構(gòu)橋中二期恒載是通過梁單元荷載來施加的。17. 組的定義：連續(xù)剛構(gòu)橋要進(jìn)行施工階段分析，就要進(jìn)行組的定義。建立一個(gè)連續(xù)剛構(gòu)橋的模型所要定義的組有1) 結(jié)構(gòu)組：按每個(gè)施工節(jié)段來定義結(jié)構(gòu)組，將一個(gè)施工節(jié)段中的所有單元和節(jié)點(diǎn)都定義為一個(gè)組2) 邊界組：主墩的約束組、墩梁固結(jié)組、邊墩組，邊跨現(xiàn)澆段組3) 荷載組：首先也是和結(jié)構(gòu)組相對(duì)應(yīng)的那些按節(jié)段來劃分的PS組、WC組、FT組，還有，另外還有自重、中跨頂推力、中跨配重及邊跨配重等荷載組。4) 在鋼束布置的的時(shí)候要定義鋼束組18. 有了前面的所有準(zhǔn)備工作就可以按施工階段來建立模型了，在按施工階段建模前，我們的頭腦中一定要對(duì)整個(gè)連續(xù)剛構(gòu)橋的架設(shè)有一個(gè)很清晰的認(rèn)識(shí)，從這座橋開始施工到成橋的每一個(gè)步驟都要清楚，這樣就很容易把模型建出來了。模型：確定計(jì)算模型時(shí)主要根據(jù)主橋梁段劃分情況來確定，每一懸澆段為一個(gè)單元。施工階段分析考慮掛籃移動(dòng)，混凝土澆注，預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉以及施工臨時(shí)荷載的變化等。 0號(hào)梁段長14m，兩個(gè)“T構(gòu)”的懸臂各分為12段梁段，