邁達(dá)斯實(shí)例—某施工棧橋的設(shè)計(jì)

1、某施工棧橋的設(shè)計(jì)1.1 主橋概況本橋?yàn)槭┕け銟?。主橋?yàn)?7+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(qiáng)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(kuò)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(qiáng)弦桿加強(qiáng)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(qiáng)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(gè)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范1.3.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、公路等級：施工便橋2、橋梁單幅寬度：5.1m3、荷載標(biāo)準(zhǔn) 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(jì)規(guī)范公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （JTJ0012003）公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 （JTJD602004）公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范 （JTJ02585）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB500172003）1.4 主要材料及設(shè)計(jì)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(qiáng)度 抗剪強(qiáng)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(qiáng)度 抗剪強(qiáng)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(jì)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(shí)際斷面計(jì)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(jì) 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(xiàng)目( 新項(xiàng)目)，以棧橋計(jì)算.mcb 為名保存( 保存)。文件 / 新項(xiàng)目 文件 / 保存(

6、棧橋計(jì)算 )2. 單位體系是使用KN(力), m(長度)。1) 在新項(xiàng)目選擇工具>單位體系 2) 長度 選擇m, 力(質(zhì)量) 選擇KN 3) 點(diǎn)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(diǎn)擊模型，材料和載面特性2) 點(diǎn)擊 材料（參考圖1）3) 點(diǎn)擊4) 確認(rèn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)和單元本例節(jié)點(diǎn)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(gè)單元，直線段的兩端點(diǎn)即為模型的節(jié)點(diǎn)。為了方便畫圖，在CAD中繪制時(shí)可不必細(xì)

8、分單元，只需把每根桿件的始、終點(diǎn)，及交點(diǎn)處分割即可。導(dǎo)入模型后再細(xì)劃分單元。值得說明的是在繪制時(shí)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(shí)方便賦予材料及截面形式。2) 在MIDAS/CIVIL里點(diǎn)文件>導(dǎo)入>AUTOCAD DXF文件。注意，在導(dǎo)入時(shí)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(gè)節(jié)點(diǎn)有6個(gè)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(diǎn)2) 模型 > 邊界條件 > 一般支承3) Dx, Dy, Dz處點(diǎn)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(diǎn)擊模型>邊界條件>彈性連接2） 選擇需要施加連接的節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(gè)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(gè)截面1） 點(diǎn)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(diǎn)號3） 選擇施加連接的自由度4） 選擇從節(jié)點(diǎn)（參考圖12）參考圖12l 輸入靜力荷載橋面荷載1）點(diǎn)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(gè)虛擬梁從而利用其定義荷載；2、 車輛荷載分布選擇時(shí)，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”