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分析报告书课题悬臂法连续梁桥施工阶段分析院系生态环境与建筑工程学院班级2013级土木路桥班组别第2组组员指导教师提交日期 2016.12.281 / 15组员信息组员信息表目录第1章设计原始资料 01.1设计概况 01.2截面参数 01.3主要材料及材料性能 (1)1.4任务要求 (2)1.5技术标准 (2)1.6主要规范 (2)第2章模型建立与分析 (3)2.1模型建立 (3)2.1.2 施工阶段划分 (3)2.1.3 施工阶段在Midas Civil中的定义 (5)2.2模型分析 (7)第3章总结 (11)第1章设计原始资料1.1 设计概况桥梁形式：三跨变截面连续箱梁桥，梁宽12m桥梁长度：L = 30+50+30 = 110m，中跨为挂孔结构，挂梁长16m，为钢筋混凝土结构。
施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段，边跨合龙时，中跨体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁，挂梁与中跨主梁铰接，施工桥面铺装，并考虑3650天收缩徐变。
预应力布置形式：T构部分配置顶板预应力，边跨配置底板预应力1.2截面参数图2-1 跨中箱梁截面图2-2墩顶箱梁截面0 / 151.3 主要材料及材料性能1）混凝土表2-1 混凝土表格2）普通钢筋表2-2 普通钢筋表格3）预应力材料表2-1 预应力材料表格4）其他材料钢板：锚头下垫钢板、灯具连接板等采用低碳钢；预应力管道：采用波纹管成型；支座：采用GPXZ系列盆式橡胶支座；1 / 15伸缩缝：采用D60型伸缩装置；1.4任务要求（1）3人/组，开展分析、讨论，递交分析报告；（2）以熟悉Midas Civil操作为目的，作为算例，可暂不涉及预应力；（3）重点在于施工过程分析，此外，可以成桥模型开展其他分析，例如特征值分析、振型分解反应谱法分析（抗震）、移动荷载分析等；1.5技术标准公路等级：一级公路，双向2车道；设计荷载：公路-I级；桥面宽度：5.25×2+0.75×2；安全等级：二级；1.6 主要规范1)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）；2)《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；3)《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）；4)《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）；5)《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）；6)《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）；2 / 15第2章模型建立与分析2.1模型建立2.1.1 概述Midas建模一般步骤：定义材料和截面》建立结构模型》输入非预应力钢筋》输入荷载（恒荷载、钢束特性和形状、钢束预应力荷载）》定义施工阶段》输入移动荷载数据（选择移动荷载规范、定义车道、定义车辆、移动荷载工况）》运行结构分析》查看分析结果。
北京迈达斯技术有限公司目录简要 (1)设定操作环境 (1)输入材料和截面数据 (2)定义材料 (2)定义截面 (2)定义厚度 (2)建立悬臂梁模型 (3)输入梁单元 (3)输入板单元 (4)输入实体单元 (5)修改单元坐标系 (6)分割单元 (7)输入边界条件 (8)输入荷载 (9)运行结构分析 (12)查看分析结果 (13)查看反力 (13)查看变形和位移 (14)查看内力 (15)查看应力 (19)简要本例题介绍使用梁单元、板单元、实体单元来建立悬臂梁，并查看各种单元分析结果的方法。
模型如图1所示，截面为长方形(0.4m x 1m)，长20m。
图1. 悬臂梁模型设定操作环境打开新项目(新项目)，保存(保存)为‘Cantilever. mcb’。
文件 / 新项目文件 / 保存 (悬臂梁 )单位体系做如下设置。
工具 / 单位体系长度>m ; 力>tonf材料: C30固定端实体单元梁单元板单元长: 20m1m0.4m输入材料和截面数据定义材料模型 / 材料和截面特性 / 材料类型>混凝土 ; 规范>GB-Civil(RC) ; 数据库>30 ↵定义截面使用User Type ，输入实腹长方形截面(0.4m × 1m)。
模型 /材料和截面特性 / 截面 数据库 / 用户名称>SR ; 截面类型>实腹长方形截面 用户 ; H ( 0.4 ) ; B ( 1 ) ↵定义厚度模型 / 材料和截面特性 / 厚度数值厚度号 (1) ; 面内和面外( 0.4 ) ↵图2. 定义材料 图3. 定义截面 图4. 定义厚度对于面内厚度和面外厚度的说明请参考在线帮助手册。
建立悬臂梁模型输入梁单元使用扩展功能建立梁单元。
标准视图, 自动对齐(开), 单元号 (开)模型 / 节点 / 建立坐标 ( 0, 0, 0 )↵模型 / 单元 / 扩展单元全选扩展类型>节点 线单元单元属性>单元类型>梁材料>1:30 ; 截面>1 : SR ; Beta Angle ( 0 )生成形式>复制和移动 ;复制和移动>等间距dx, dy, dz ( 20, 0, 0 ) ; 复制次数 ( 1 ) ↵图5. 输入梁单元输入板单元首先将梁单元复制到板单元的输入位置后，通过 扩展功能将梁单元扩展成板单元。
关于MIDAS/Civil悬索桥分析的一些功能说明1）建模助手的功能使用简化方法计算获得索的水平张力和主缆的初始形状，利用悬索单元的柔度矩阵重新进行迭代分析。
当获得了所有主缆单元的无应力长之后，则构成由主缆和吊杆组成的索的体系，即，主缆两端、索塔墩底部、吊杆下端均按固接处理。
当将无应力索长赋予悬索单元时，将产生不平衡力引起结构变形，然后通过坐标的变化判断收敛与否，当不收敛时则更新坐标重新计算无应力索长直至收敛，建模助手分析结束。
2）悬索桥分析控制以建模助手生成的主缆坐标、无应力索长、水平张力为基础进行悬索桥整体结构的初始平衡状态分析。
对于地锚式悬索桥，其通过建模助手建立的模型，若小范围地调整加劲梁，对索的无应力长度和主缆坐标影响不是很大，因此一般来说直接采用建模助手的结果即可，当需要做精密的分析时也可采用悬索桥分析控制功能进行第二阶段分析。
而自锚式悬索桥，由于其加劲梁受较大轴力的作用，加劲梁端部和索墩锚固位置会发生较大变化，即主缆体系将发生变化，所以从严格意义来说建模助手获得的索体系和无应力长与实际并不相符。
因此必须对整体结构重新进行精密分析。
其过程如下：将主缆和吊杆的力按静力荷载加载到由索塔墩和加劲梁组成的杆系结构上，计算加劲梁和索塔墩的初始内力，并将其作用在整体结构上。
通过反复计算直至收敛，获得整体结构的初始平衡状态。
（参考技术资料《自锚式悬索桥的计算》）3）对于初始荷载的说明671版本开始，在“荷载/初始荷载”中，分为大位移和小位移两项，其内又分为几何刚度初始荷载、平衡单元节点内力、初始荷载控制数据、初始单元内力共4项内容。
其作用分别如下：●大位移/几何刚度初始荷载：描述当前荷载作用之前的结构的初始状态。
可由悬索桥建模助手自动计算给出结构的初始平衡状态。
●大位移/平衡单元节点内力：该功能只适用于施工阶段分析中选择非线性分析的独立模型，并且钩选了“包含平衡单元节点内力”选项时的情形。
进行斜拉桥或悬索桥逆施工阶段分析时，通过计算由张拉力和恒载导致的成桥状态的节点力和构件内力，可以考虑在外力作用下，位移为0的状态。
北京迈达斯技术有限公司目录简要 (1)设定操作环境 (1)输入材料和截面数据 (2)定义材料 (2)定义截面 (2)定义厚度 (2)建立悬臂梁模型 (3)输入梁单元 (3)输入板单元 (4)输入实体单元 (5)修改单元坐标系 (6)分割单元 (7)输入边界条件 (8)输入荷载 (9)运行结构分析 (12)查看分析结果 (13)查看反力 (13)查看变形和位移 (14)查看内力 (15)查看应力 (19)简要本例题介绍使用梁单元、板单元、实体单元来建立悬臂梁，并查看各种单元分析结果的方法。
模型如图1所示，截面为长方形(0.4m x 1m)，长20m 。
图1. 悬臂梁模型设定操作环境打开新项目(新项目)，保存(保存)为‘Cantilever. mcb ’。
文件 / 新项目文件 / 保存 (悬臂梁 )单位体系做如下设置。
工具 / 单位体系长度>m ; 力>tonf材料 : C30 固定端 实体单元梁单元 板单元长 : 20m 1m 0.4m输入材料和截面数据定义材料模型 / 材料和截面特性 / 材料类型>混凝土 ; 规范>GB-Civil(RC) ; 数据库>30 ↵定义截面使用User Type ，输入实腹长方形截面(0.4m × 1m)。
模型 /材料和截面特性 / 截面 数据库 / 用户名称>SR ; 截面类型>实腹长方形截面 用户 ; H ( 0.4 ) ; B ( 1 ) ↵定义厚度模型 / 材料和截面特性 / 厚度数值厚度号 (1) ; 面内和面外( 0.4 ) ↵图2. 定义材料 图3. 定义截面 图4. 定义厚度对于面内厚度和面外厚度的说明请参考在线帮助手册。
建立悬臂梁模型输入梁单元使用扩展功能建立梁单元。
标准视图, 自动对齐(开), 单元号 (开)模型 / 节点 / 建立坐标 ( 0, 0, 0 )↵模型 / 单元 / 扩展单元全选扩展类型>节点 线单元单元属性>单元类型>梁材料>1:30 ; 截面>1 : SR ; Beta Angle ( 0 )生成形式>复制和移动 ;复制和移动>等间距dx, dy, dz ( 20, 0, 0 ) ; 复制次数 ( 1 ) ↵图5. 输入梁单元输入板单元首先将梁单元复制到板单元的输入位置后，通过 扩展功能将梁单元扩展成板单元。
midas 悬臂结构算例全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：midas悬臂结构是一种常见的结构形式，广泛应用于高层建筑、桥梁等工程中。
悬臂结构是指建筑物或桥梁中的柱子或桥墩只在一侧支撑，另一侧悬空，形成悬臂结构。
midas是一款专业的结构分析软件，可以用来模拟悬臂结构的受力情况，为工程设计和施工提供重要参考。
在进行midas悬臂结构的分析之前，首先需要进行材料特性和荷载情况的分析。
材料特性包括材料的弹性模量、密度等参数，荷载情况包括静载荷、动载荷等。
通过对这些参数的分析，可以确定悬臂结构在不同工况下的受力情况。
midas悬臂结构的分析过程一般可以分为静力分析和动力分析两个部分。
静力分析主要是分析结构在受静载荷作用下的受力情况，包括结构的内力、位移等。
动力分析则是分析结构在受动载荷作用下的响应情况，包括结构的振动特性、疲劳寿命等。
在进行midas悬臂结构的静力分析时，首先需要建立结构的有限元模型。
通过划分单元、定义节点等操作，可以构建出符合实际情况的结构模型。
然后，输入荷载情况，进行分析计算，得出结构在不同部位的受力情况。
通过分析计算结果，可以评估结构的稳定性和安全性，为工程设计提供参考。
midas悬臂结构的分析是一个复杂而细致的过程，需要考虑多种因素，包括材料特性、荷载情况、结构特性等。
通过逐步分析和计算，可以了解结构在不同工况下的受力情况，为工程设计和施工提供科学依据。
midas悬臂结构的分析方法不仅可以用于高层建筑、桥梁等工程，也可以应用于其他类型的悬臂结构，为工程领域的发展提供重要支持。
第二篇示例：midas是一种用于工程结构分析和设计的强大软件，它的悬臂结构算例在工程界中被广泛应用。
悬臂结构是指由一个支点支撑的悬挂结构，其中一个端点自由悬挂。
本文将介绍midas悬臂结构算例的应用，并探讨其在工程设计中的重要性。
在使用midas进行悬臂结构分析时，首先需要建立结构模型。
工程师可以通过midas的模型建立工具，将悬臂结构的几何形态和材料性质输入软件中。
悬臂梁桥分析与设计北京迈达斯技术有限公司2007年8月目录概要 (1)设置操作环境 (3)定义材料和截面 (4)建立结构模型 (10)非预应力钢筋输入 (21)输入荷载 (23)定义施工阶段 (32)输入移动荷载数据 (37)运行结构分析 (40)查看分析结果 (40)PSC设计 (48)RC设计 (54)附录：关于温度荷载和支座沉降的模拟 (63)概要本桥为30+50+30三跨混凝土悬臂梁桥，其中中跨为挂孔结构，挂孔梁为普通钢筋混凝土梁，梁长16m。
墩为钢筋混凝土双柱桥墩，墩高15m。
（注：本例题并非实际工程，仅作为软件功能介绍的参考例题。
）在简化过程中省略了边跨合龙段模拟、成桥温度荷载模拟。
通过本例题重点介绍MIDAS/Civil软件的施工阶段分析功能、普通钢筋的输入方法、钢束预应力荷载的输入方法、移动荷载的输入方法和查看分析结果的方法、PSC设计及RC设计数据的输入方法和查看设计结果的方法等。
图1. 分析模型桥梁概况及一般截面桥梁形式：三跨混凝土悬臂梁桥梁长度：L = 30+50+30 = 110.0 m，其中中跨为挂孔结构，挂梁长16m，为钢筋混凝土结构施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段，边跨合龙时，中跨体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁，挂梁与中跨主梁铰接，施工桥面铺装，并考虑3650天收缩徐变。
预应力布置形式：T构部分配置顶板预应力，边跨配置底板预应力截面形式如下图2. 跨中箱梁截面图3. 墩顶箱梁截面梁桥分析与设计的一般步骤1.定义材料和截面2.建立结构模型3.输入非预应力钢筋4.输入荷载①. 恒荷载②. 钢束特性和形状③. 钢束预应力荷载5.定义施工阶段6.输入移动荷载数据①. 选择移动荷载规范②. 定义车道③. 定义车辆④. 移动荷载工况7.运行结构分析8.查看分析结果9.PSC设计（预应力混凝土梁） 10. RC设计（普混梁和柱）PSC设计参数确定 RC设计参数的确定运行设计 运行RC梁设计/运行RC柱设计查看设计结果表格和图形 查看设计结果表格和图形输出PSC设计计算书 输出RC设计计算书使用的材料混凝土主梁采用JTG04（RC）规范的C50混凝土，桥墩采用JTG04（RC）规范的C40混凝土 钢材采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860荷载恒荷载自重，在程序中按自重输入，由程序自动计算预应力钢束(φ15.2 mm×31)截面面积: Au = 4340 mm 2 孔道直径: 130 mm钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛) 超张拉(开)预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.25管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:1.5e-006(1/mm) 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值: 开始点:6mm 结束点:6mm张拉力:抗拉强度标准值的75%，张拉控制应力1395MPa徐变和收缩条件水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水泥)28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm^2长期荷载作用时混凝土的材龄:=o t 5天混凝土与大气接触时的材龄:=s t 3天 相对湿度: %70=RH 构件理论厚度:程序计算适用规范:中国规范(JTG D62-2004) 徐变系数: 程序计算 混凝土收缩变形率: 程序计算移动荷载适用规范：公路工程技术标准(JTG B01-2003) 荷载种类：公路I级，车道荷载，即CH-CD设置操作环境打开新文件(新项目)，以 ‘混凝土连续箱梁’为名保存(保存)。
06-MIDAS悬臂梁分析6. 悬臂梁分析概述两个不同截面构成的悬臂梁以实体单元和梁单元来建模后，比较因竖向荷载和横向荷载产生的弯矩和弯曲应力。
图 6.1 分析模型实体单元梁单元单位：m材料混凝土抗压强度 : 270 kgf/cm2截面形状 : 实腹长方形截面大小: B×H 3500×2500 mm1000×2500 mm荷载1. 竖向荷载 : 1.0 tonf2. 水平荷载 : 1.0 tonf设定基本环境打开新文件以‘悬臂梁.mgb’为名存档。
单位体系定义为‘m’和‘tonf’。
文件 / 新文件文件 / 保存( 悬臂梁 )工具 / 单位体系长度 > m ; 力 > tonf图 6.2 设定单位体系定义材料以及截面选择悬臂梁的材料为混凝土(设计基准压缩刚度270 kgf/cm2)，定义梁单元的截面。
模型 / 特性 / 材料类型 > 混凝土规范> GB-Civil(RC) ; 数据库 > 30?模型 / 特性 / 截面数据库 / 用户截面号( 1 ) ; 名称( R-1 )截面形状 > 实腹长方形截面 ; 用户H ( 2.5 ) ; B ( 3.5 )截面号( 2 ) ; 名称( R-2 )截面形状>实腹长方形截面 ; 用户H ( 2.5 ) ; B ( 1 ) ?图 6.3 定义材料图 6.4 定义截面建立单元模型1是首先建立悬臂梁的底面板单元，然后用扩展板单元建立实体单元生成的。
用板建模助手功能先建立板单元。
顶面,捕捉点 (关), 捕捉轴线 (关)捕捉点格 (开), 捕捉单元 (开), 自动对齐(开)模型 / 结构建模助手 / 板输入类型 1> ; B ( 10 ) ; H ( 3.5 )材料( 1 ) ; 厚度( 1 )（厚度未定义，可以不用定义）编辑类型 2> ; 分割数量 (开)m ( 20 ) ; n ( 7 ) ; 显示辅助尺寸(开)插入插入点( 0, 0, 0)旋转>Alpha ( -90 ), Beta ( 0 ), Gamma ( 0 )显示号 (开)图 6.5 板建模助手对话框建完底面的板单元后，根据悬臂梁的形状删除不必要的板单元部分。
