建模計算預應力混凝土連續(xù)箱梁橋

1、縱向計算模型的建立.設置操作環(huán)境打開新項目，輸入文件名稱，保存文件在工具-單位體系中將單位體系設置為 m，”km , “kj”和“攝氏”.材料與截面定義材料定義右鍵-材料和截面特性-材料。C50材料定義如下圖所示C材料數(shù)噩 TOC o 1-5 h z i-1材料號： |1 名都：|匚50海凝土|彈性數(shù)據(jù)1鋼材材料類型，各向同性規(guī)范：一二數(shù)據(jù)庫：LV彈性槨量：泊松比：線膨脹系數(shù)：容重：口使用質(zhì)量密度:0. QQOQe+OOO；1- -1cl aODOe+ooa0;!/C理性模量二泊松比：線膨脹系數(shù):容重：使用質(zhì)量密度：3, 5180e+0061.0000e-0052.549tnf7m2l/cta

2、nf/m*3/g塑性材料名稱：KONE比熱；熱傳導率：00hj/tonf*C kj/m*hr*C阻尼比：C.05確認取消截面定義利用SPC(截面特性值計算器)計算截面信息(1)在CAM x-y平面內(nèi)，以mm*單位繪制主梁所有的控制截面，以 DXF 格式保存文件；繪圖時注意每個截面必須是閉合的， 不能存在重復的線段，并且 對于組成變截面組的線段，其組成線段的個數(shù)應保持一致。(2)在midas工具中打開截面特性計算器(SPC,在Tools-Setting 中將單位設置為“KM和“mm；(3)從 File-Import-Autocad DXF(4)從 Model-Section-Generate導入

3、DXF截面；中選擇 “ Type-Plane ” ；不勾選 “ MergeStraight Lines ”前面的復選框；Name根據(jù)截面所在位置定義不同的截面名稱從而生成截面信息;Type,* Plane Line i - Menge Straight Lines Angle DegNameI- Locationr GroupSection Color ITlr Calculate Properties IMowApply dose1 Fil Edi t 甌 del Pi-Qp erty V ci H ? 國Calculate Section二Plane SectionNtesh Densit

4、yCoarseFineIj- Ir Mesh Sizel Puse after Each Calc.(5)在Property-Calculate Section Property中設置劃分網(wǎng)格的大小和精度，然后計算各截面特性；(6)從File-Export-MIDAS Section File導出截面特性文件，指定文件目 錄和名字，以備使用。建立模型截面(1)右鍵-材料和截面特性-截面-添加-設計截面,選擇設計用數(shù)值截面。 單擊“截面數(shù)據(jù)”選擇“從 SPC導入”，選擇剛導出的截面特性文件，并輸入相 應的設計參數(shù)。注意：若要結(jié)合規(guī)范進行PSC設計，在定義截面的時候，需要選擇“設計 截面”中進行定

5、義，同時對于截面中的“剪切驗算位置”及“驗算用腹板厚度” 需要定義，否則會提示“ PSC設計數(shù)據(jù)失敗”?？赏ㄟ^勾選自動定義。截面數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫/用戶數(shù)值娼合翻面型鋼蛆合,設諦截面變截面聯(lián)合菌面品設計用數(shù)值截面計曾舐面特性值網(wǎng)格尺寸定義坐標截面數(shù)據(jù)設討參數(shù)截面特性值.八計算截面特性值面積0. 00000e+000n/2Asy0. OOOOOe+OOOji*2Asz0. OOOOOe-HJOO由“2Ixx0. OOOOOe+OOOhlx4iyy0. OOOOOe+OOOmFIzzO.OOODOe+OOOiT4Cyp0. oooomCym0. 0000mCap0.0000Czm0. 0000mQyh0.

6、 0000n*2Qzb0.0000jh*2驗篁在轉(zhuǎn)用厚度塌小）目動0m考慮翹曲效果仃自由度*考慮剪切變形位置Qy自動驗算用厚度慚有）Z1 :0Vtl0m*3mZ2 :質(zhì)心Qm3inZ3 :0th0m3om剪切驗算目動偏心：中心修改偏心顯不質(zhì)心顯示裁面特性值確認取消適用（由實心段箱梁為開口截面，其余為閉合截面對閉合截面:T1、T2分別為頂、底板厚度;BT為外腹板中心線間距離；HT為頂、底板的中心線間距離；驗算扭轉(zhuǎn)用厚度為有效最小腹板厚度值，對于斜腹板取垂直厚度，而非水平截線寬度；Z1、Z2、Z3為程序進行剪切驗算位置，Z2程序默認為質(zhì)心位置，一般剪切驗算位置選擇在腹板厚度突變的地方，設計時采用箱

7、梁的頂板底面和底板頂面位置。對開口截面，T1為上翼緣板厚度，T2輸入0,程序默認按T形截面計算；BT為腹板寬度和；HT為上翼緣板中心線到截面底的距離；驗算扭轉(zhuǎn)用厚度為半個腹板厚。程序根據(jù)輸入的設計參數(shù)計算扭轉(zhuǎn)引起的截面剪切應力和受扭塑性抵抗距Wt。修改偏心為指定截面線單元的位置，即在模型窗口中顯示的線單元是以截面哪個位置為基準產(chǎn)生的。默認值為截面質(zhì)心，可以根據(jù)需要修改偏心的位置。同時，可以指定截面的橫向、豎向偏心距離，依次輸入主梁所有控制截面的信息。（ 2） 右鍵- 材料和截面特性- 截面-變截面中設計用數(shù)值截面的導入功能，并設置相應的偏心，以形成所需要的變截面信息。費面救期截面號數(shù)據(jù)庫/用戶

8、 數(shù)值：蛆合截面型鋼蛆合設計裁面支截面聯(lián)合截面?設計用數(shù)值截面名稱:Ei -0.0000mZ30.0000JRQX自動rQy(Ql)0.0000M3除自動rQy(Q2)0.0000自動rQy(Q3J0.0000M3S1-自動r厚度61)口, 0000m曉-自動r厚度信2)0.0000mS3-自動r厚度63)0.0000m厚度0.0000尺寸導人尺寸T制變化：工軸變化：，考慮典切變形U度用網(wǎng)偏心：中心修改偏心顯木質(zhì)心顯示截面特性值確認取消適用注意：變截面兩端截面的拓撲關(guān)系必須一致，兩端截面的構(gòu)成線及節(jié)點必須 是對應的；變截面只能定義一個單元的截面變化規(guī)律， 變截面組能夠定義一組單元(多個連續(xù)單元

9、)的具有相同變化規(guī)律的變截面梁，截面變化曲線次數(shù)若是2次曲線變化，輸入2即可。.節(jié)點、單元定義借用midas中Excel表格定義節(jié)點坐標；根據(jù)對應材料、截面信息、節(jié)點信息、單元類型定義單元信息，其中單元類 型全部為梁單元。節(jié)點間距或單元長度通常為 1s在兩端、支座、墩頂、截面形狀變化處、1/2跨、1/4跨、1/8跨位置處需設置節(jié)點節(jié)點丫如）Z(m) 1110,0000000,0000000. 00000021.5000000. 0000000. 00000034.5000000.0000000. 00000047.0000000.0000000. 00000058.5000000.000000

10、0. 000000610.0000000.0000000. 000000711.5000000.0000000. 000000813.0000000, 0000000. D0000D914,5000000,000000o. oooooo一10IS.0000000.0000000. 0000001117.5000000.0000000. 0000001219.000000U0000000. 0000001320.5000000.0000000.0000001422.0000000.0000000.00000015234 0000000.0000000. 0000001624.0000000.00

11、00000. 0000001725. 0000000.0000000. 0000001326.0000000.0000000. 0000001927.6000000.0000000.0000002029.2000000,0000000.000000單元類型輔助類型材料截面F角 (deg)節(jié)點1節(jié)點2節(jié)點3節(jié)點42梁單元130, 002r 3003梁單元13瓦1034004梁單元150. 0045005梁單元150. 0056006梁單元150,0067007梁單元t5瓦0078008梁單元150.叩39D09梁單元150. 009io0010果單元150,0010u0011梁單元15。.001

12、1120012粱單元15Q. 0012130013梁單元150. 0013140014梁單元140,0014160015梁單元I4口. 0015160016梁單元140.0D16tT001?梁單元140.0017180013梁單元160*0013100Q19梁單元16口. 0019200020梁單元160. QQ202100若縱坡較大時，需要考慮其影響，以保證預應力鋼筋等效荷載的計算精度； 若縱坡較小，建模時可不考慮。在端橫梁和中橫梁處，建議不用實心截面進行模擬，用旁邊的空心截面進行 模擬，同時實心部分用等效荷載的方式代替； 若用實心截面代替，則此處的中性 軸有較大的突變，對于計算結(jié)果讀取反而

13、有影響，具體說明可以參考公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTG D62-2004)中第4.2.6條的規(guī)定.荷載類型定義荷載-靜力荷載工況-定義荷載類型：將自重、預應力、鋪裝和欄桿荷載定義為施工階段荷載；將整體升溫、整體降溫定義為溫度荷載；局部升溫、局部降溫定義為溫度梯度荷載。為利用Midas Civil后處理的自動荷載組合功能進行設計驗算，提高設計 工作效率，所以把所有在施工階段激活的自重、 預應力、鋪裝和欄桿荷載定義為 施工階段荷載；如下圖所示。添加編輯刪除回c靜力有羲工況 a名稱類型而明1自重施工階段荷載(CS)2鋪裝施工階段荷載9S)3橫隔梁施工階段荷威(CS)4整體升溫溫度

14、t.Tj TU)5整體降溫溫度(X TU)a局部降溫溫度梯度(TPG, TG)1扃部升溫溫度梯度(TPG, TG)卜3預應力施工階段荷載(CS)*名稱:預應力工況：朋有荷羲互奧_類型：位而遛荷載運)一說明：|.荷載組定義添加編輯刪除未選通過樹形菜單-組-荷載組-右鍵-新建一定義荷載組，分別為恒荷載、預應力 荷載、整體升溫、整體降溫、局部升溫和局部降溫。iA _ t宿裁橋面碓裝升溫降溫 正溫度梯度 氏溫度悻度 預應力根據(jù)不同施工階段定義相應的組，荷載組定義主要是為了區(qū)分不同施工階段 的荷載。設計橋梁采用滿堂支架施工，一次落架成形，并考慮10年的收縮徐變, 共劃分為兩個施工階段。.預應力荷載定義鋼

15、束特征值定義在荷載-預應力荷載-鋼束特征值中定義。全橋共兩種類型鋼束，分別為 M15-17和BM15-5導管直徑：查相關(guān)資料，一般17束可取直徑為100mm輸入時注意單位; 扁波紋管，根據(jù)面積計算等效直徑；鋼筋松弛系數(shù)：因采用低松弛鋼絞線，悉數(shù)采用 0.3;預應力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)：0.15 （塑料波紋管）；管道每米局部偏差的摩擦影響系數(shù)取 0.0015 （1/m）;兩端錨具、鋼筋回縮和接縫壓縮值均為 0.006m （兩端張拉）M15-17的定義如下圖所示:鋼束類型鋼束名新： 鋼束類型： 材料：鋼束總面積： 導管直徑/鋼筋松弛系數(shù)超張拉預應力鋼筋抗拉強度標睢值Cfpk） 預應力鋼筋與管道壁

16、的摩鐐系數(shù)：管道每米局部偏差的摩擦影響系數(shù)： 體外素彎矩放大：錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值開始：口工061結(jié)束：O：006mW17內(nèi)部張）2二 StrandlBGO.0 0021|jTG041860000kN/m,20 15I|070015 1/m0kN/m*2粘結(jié)類型粘結(jié)無黏結(jié)確認9）取消（0適用（也鋼束布置形狀設置方法一：直接輸入特征點的方式在荷載-預應力荷載-鋼束布置形狀中直接輸入鋼束形狀參數(shù);特征點的選擇：鋼束的起終點、豎彎的切線交點毒加海梅銅束/就:盤加像輕鋼就狀前束名稱:鐮觸值:m7-卜復制組:HIT預蜃力， 臊名松 Nil嚏制 赳預感力，,，領(lǐng)懈單元：1由5輸大翹曲殿鼓一I鋼就

17、倒直艇旗 2-D 樣條懶：醐口I .ma | |毓：w 浦二 Wffi- |1 I HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 娜蜘 :目新博(0.5 * (H*kJ林:I 嵬電| b膜特性值施俄長度BsivtS ( 0, 5 * 0( + I * 開皓 緒束：- tt布置形狀坐演勖電目裁 曲線 單元檐檻坐標軸： ，直線 嚶 皖i wvG)RM)ra打崛1o m2.29000.0000無0.00000. OOOQ -84.0002.25000.0000無0.00000.0000V2 生成對臧束7 ，qoajc . _1L.2也1547.91154 t0r

18、dT5 IS1 1 1251 1 1s 1-1It5S-I-575X響峋領(lǐng)制Adegh(a)A ,_ dsr.ooo-0.19)8. OOM無O.CCOO 0.0000L-W 33.000J 42.000-0.9508 QOOO無0.0000 0.0000-0.9500.0000無0.00000.0000VIll對痂點開始口最后蝌束布置茹人點：2M,擔工軸方向： ：。 T 向量笆 口|m斃工軸版轉(zhuǎn)角度：匚闋曲d國投麟.。：蚓憑主軸版轉(zhuǎn)洎度.砒UYR即消K1活用Ml對瓶點:開始量后兜淑麟甬度斃主軸麟增度:口 圖【隨11 !御卜的 改消f1 倍田方法二：從CADJ入對于平彎、豎彎比較復雜的鋼束，宜

19、在CAD用不同土層分別繪制各束鋼束 線性，并借助Midas Civil鋼束形狀生成器工具生成擴展名為.mct的鋼束形狀 命令流。鋼束預應力荷載定義在荷載-預應力荷載-鋼束預應力荷載中定義，采用兩端張拉，張拉控制應力 取1395MPa輸入時應注意具體數(shù)值的單位、相應荷載工況及荷載組的名稱。呢菜單點單元邊界條件質(zhì)量荷我名稱已選鋼束:選擇加載的預應力鋼束予員應力鋼束：N17-1-MS1 H17T-復傲 N17-卜復需！ 町什1-復制H-卜復制v 生 I張拉力應力內(nèi)力先張拉：兩端注漿：下口 ：c個施工階段開始點：【395000kN/小七1395000結(jié)束點：我申 M17-1 N17 . N17.117

20、, H17一應應應應應力力力力力荷羲工況組力力力力為應反歐應應預預預預頊IUI添加編輯冊瞪關(guān)閉.普通鋼筋定義在材料和截面特性-截面管理器-鋼筋中定義普通鋼筋信息，根據(jù)鋼筋布置情 況，分別輸入相應的縱向鋼筋和抗剪鋼筋?？v向指筋抗典踴/兩端11和j）的鋼筋相同坐標慕唯重心 左下角:基推繚|:|mIi_Li類型點 。線弧同多段線,輸入方法A輸入方法B響：質(zhì)心三I |0 |fflifl | 夜z |0 05 Jffl 數(shù)量ITO .間距Qi m直役dlS T向鋼筋抗剪鋼筋，兩端G和j）的I鋼筋相同彎起鋼筋變截面參考點晌工向 |頂 As匹癡飆叫m2添加褊輯刪除多重添加“過算箍筋內(nèi)表面包圍的截面核芯面積

21、包圍截面用的箍筋保護層厚度：0 05丁包括翼麻和懸臂若要在設計驗算中考慮普通鋼筋的作用，需要在分析 -主控數(shù)據(jù)中勾選 PSC 截面剛度計算中考慮普通鋼筋復選框。.邊界條件的模擬選中需定義邊界約束的主梁節(jié)點，在邊界條件-一般支承中定義相應的約束。固定約束如下左圖，滑動支座約束如下右圖。畢設橋梁在1號橋墩上設置固 定約束，2號橋墩和兩個橋臺均設置滑動約束D-WXExDyR-W-LRxRyRwE-ALLDuDyy D工。R-ALL欣/即R工 5Rw.箱梁有效寬度系數(shù)在邊界條件-有效寬度系數(shù)中輸入。為考慮箱梁的剪力滯效應所導致的應力橫向分布不均勻，設計規(guī)范中通過箱梁有效寬度系數(shù)來近似計算實際應力。Mi

22、das Civil有效寬度系數(shù)是通過邊界條件的形式，對截面慣性矩進行相應 的調(diào)整，然后進行應力計算，對內(nèi)力計算沒有影響。若不考慮，可直接取1。荷載適用（由關(guān)閉（0邊界條件荷載蛆名稱目重系數(shù)10.荷載施加及施工階段控制10.1恒載10.1.1 結(jié)構(gòu)自重10.1.2橋面鋪裝及欄桿有效寬度系數(shù)工語數(shù)軸工）：IZ： -1.04荷就口JE x y z 蛆 自重 o6-L04 自重在荷載-自重中定義。自重系數(shù)取-1.04 。見上右圖護欄的荷載集度，以KN/m單位邊界蛆名標在荷載-梁單元荷載中定義。計算橋面鋪裝、默認值選項二添加/替換系數(shù)刪除編輯f團刪除添加關(guān)閉g形菜單點星元邊界條件質(zhì)量樹彤菜單節(jié)點單元質(zhì)量

23、荷載輸入w。箔菜單荷羲類型偏心方向：整體坐標系投影：是，否數(shù)值9相對值始對值單位：dl/ir.適用美閉。名稱:談計規(guī)范China 5G %如4)10.1.3混凝土的收縮、徐變（1）定義收縮、徐變函數(shù)在特性-時間依存性材料-徐變和收縮-添加施加/編輯咫祠依存利科（俟變/收縮）28天齡期混凝土立方體抗壓強度標準值即標號強度（feu,的；0 fem = 0. S cu, k + 8環(huán)境年平均相對遢度國口;T0音找構(gòu)伴理論厚度.0mh =之Au / u （Ac：構(gòu)件截面面積，U：構(gòu)件與大氣接觸的周邊長度）水泥種類系數(shù)由工。：5收縮開始時的混瑛土齡期：3H=! day顯示結(jié)果蠲認取消適用選擇設計規(guī)范：C

24、hina(JTG D62-2004)28d齡期混凝土立方體抗壓強度標準值，即混凝土的強度等級。對于 C50 為 50 000KN/m2, C35 為 35 000KN/m2, C25 為 25 000KN/m2。環(huán)境年平均相對濕度：80%構(gòu)件理論厚度：輸入一個非零值后可在修改單元依存材料特性值中選擇自 動計算；水泥種類系數(shù)(Bsc):對一般硅酸鹽水泥，應輸入 5;收縮開始時的混凝土齡期：混凝土澆筑后開始計收縮時間，一般按照拆除 模板時間進行考慮，輸入3天。注：定義收縮徐變時，需要注意標號強度不要輸錯，對于C50混凝土的定 義，許多工程師經(jīng)常輸入5000KN/m2導致后續(xù)計算中出現(xiàn)奇異或警告等信

25、息； 同時由于單元的構(gòu)件理論厚度都不一樣，因此在此先輸入一個非0值，最后利用“修改單元時間依存材料特性”的功能，重新計算構(gòu)件理論厚度。(2)建立混凝土收縮徐變函數(shù)與材料間的對應關(guān)系在材料和截面特性-材料-對應的材料類型。時間依存材料類型僚變和收縮：H01屈強度迸展：即虹W O, J選擇指定的材料選擇的材料：材料：:C50: S trait dll 86018 CLCB18承載能 相加 r基本組畬:1ED+I,uam + 119202122加加加 相相相基本俎臺：l.QD+l.0Sm+l 基本組合：L0D+l.O(cD)+l 基本組合：L*L0(cU)+l基本組合:cLCB9cLCB2QcLCB

26、2icLCB22r r r r1.0D+l.Q(cB)+l v導入目動生成(與電子表格蔻式文件名稱 C：切叱師*卮 *nd直面id*參港男存期(陽生成而就甥臺文本文怦美用選擇苛就盥合選項-9添加 替換選擇規(guī)范混凝土A箕科O型犯設計視范:JIG D60-U4施工除段荷栽工況ST ：靜力工況CS :施工階段荷載工況srcs 0 st+cs考慮施工階段分析考慮預應力荷載工況的損失移動福赫工況：11 一:1使用荷羲船段：|1I定義系數(shù)皿r荷載組合類型d承載能力極限狀態(tài)沒討金基本蝸合.偶然綱臺觸震作用時，采用JTG/T B0-01-003)，正常使用極限狀需設討力憚性階段截面應力計直確認取消.定義PSC

27、S計定義PSCS計參數(shù)設計-PSC設計-PSC設計參數(shù):PSC設計參數(shù)設計規(guī)范:J7G D62-04設計參數(shù)截面設計內(nèi)力 二維二維+扭矩構(gòu)件類型全城應力0讀部分預應力B類部分預應力公路擠涵結(jié)構(gòu)的設計安全等級9 一緩構(gòu)件制隹方法現(xiàn)制輸出參數(shù)*施工階段法向反應力/其/受拉區(qū)相筋的拉應力也菖產(chǎn)使用階段正截面抗裂驗苴力使用階段斜截面抗裂股良Q使用階段正截面壓應力蛉菖W使用階段斜截面主壓應力疊算使用階段裂桀器.度驗道v使用階段正截面抗彎驗篁M使用階段斜截面抗剪噓直金使用階段抗扭驗篁|全遣二|解除選擇二| 取消定義PSCS計材料設計-PSC設計-PSC設計材料數(shù)騙輸鋼筋混凝土材而特牲材料列表ID名稱E|fck|RChkLambda主筋抗度鋼筋C5050000K1B235KRB335混凝土材料設過規(guī)范：J7G01（H）T等皴：C50抗區(qū)強度(feu, k)50000|輕型混凝土系數(shù)CL/WG：1鋼筋kU/iDA2JTG04T）E235KRB335設計規(guī)范:主筋等皴:詢窈等皴:|235000則二335Q0Q國一2編邕美閉混凝土及鋼筋材料必須要選擇 JTG04的材料，否則程序會提示PSC設計 數(shù)據(jù)失敗。定義PSCS計截面位置設計-PSC設計-PSC設計位置單元彎矩剪力1工和J工和J2工和工謙J3工和1