16-Midas Civil应用—变截面预应力连续箱梁

纵向计算模型的建立1.设置操作环境1.1打开新项目，输入文件名称，保存文件1.2在工具-单位体系中将单位体系设置为“m”,“KN”,“kj”和“摄氏”。

2．材料与截面定义2.1材料定义右键-材料和截面特性-材料。

C50材料定义如下图所示。

需定义四种材料：主梁采用C50混凝土，立柱、盖梁及桥头搭板采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。

预应力钢绞线采用1860级高强低松弛s15.24钢绞线。

钢绞线定义时，设计类型：钢材；规范：JTG04（S）；数据库：strand 1860,名称：预应力钢筋2.2截面定义2.2.1利用SPC（截面特性值计算器）计算截面信息（1）在CAD中x-y平面内，以mm为单位绘制主梁所有的控制截面，以DXF格式保存文件；绘图时注意每个截面必须是闭合的，不能存在重复的线段，并且对于组成变截面组的线段，其组成线段的个数应保持一致。

（2）在midas工具中打开截面特性计算器（SPC），在Tools-Setting中将单位设置为“KN”和“mm”；（3）从File-Import-Autocad DXF导入DXF截面；（4）从Model-Section-Generate中选择“Type-Plane”；不勾选“Merge Straight Lines”前面的复选框；Name-根据截面所在位置定义不同的截面名称从而生成截面信息；（5）在Property-Calculate Section Property 中设置划分网格的大小和精度，然后计算各截面特性；（6）从File-Export-MIDAS Section File导出截面特性文件，指定文件目录和名字，以备使用。

2.2.2建立模型截面（1）右键-材料和截面特性-截面-添加-设计截面，选择设计用数值截面。

单击“截面数据”选择“从SPC导入”，选择刚导出的截面特性文件，并输入相应的设计参数。

注意：若要结合规范进行PSC设计，在定义截面的时候，需要选择“设计截面”中进行定义，同时对于截面中的“剪切验算位置”及“验算用腹板厚度”需要定义，否则会提示“PSC设计数据失败”。

1、如何利用板单元建立变截面连续梁（连续刚构）的模型建立模型后如何输入预应力钢束？使用板单元建立连续刚构(变截面的方法)可简单说明如下：1）首先建立抛物线(变截面下翼缘) ；2）使用单元扩展功能由直线扩展成板单元，扩展时选择投影，投影到上翼缘处。

；3）在上翼缘处建立一直线梁(扩展过渡用)，然后分别向横向中间及外悬挑边缘扩展成板单元；4）使用单元镜像功能横向镜像另一半；5) 为了观察方便，在单元命令中使用修改单元参数功能中的修改单元坐标轴选项，将板单元的单元坐标轴统一起来。

在板单元或实体块单元上加预应力钢束的方法，目前设计人员普遍采用加虚拟桁架单元的方法，即用桁架单元模拟钢束，然后给桁架单元以一定的温降，从而达到加除应力的效果。

温降的幅度要考虑预应力损失后的张力。

这种方法不能真实模拟沿钢束长度方向的预应力损失量，但由于目前很多软件不能提供在板单元或块单元上可以考虑六种预应力损失的钢束，所以目前很多设计人员普遍在采用这种简化分析方法。

MIDAS目前正在开发在板单元和块单元上加可以考虑六种预应力损失的钢束的模块，以满足用户分析与设计的要求。

2、如果梁与梁之间是通过翼板绞接，Midas/Civil应如何建模模拟梁翼板之间的绞接？可以在主梁之间隔一定间距用横向虚拟梁连接，并且将横向虚拟梁的两端的弯矩约束释放。

此类问题关键在于横向虚拟梁的刚度取值。

可参考有关书籍，推荐写的"Bridge deck behaviour",该书对梁格法有较为详尽的叙述。

3、如果梁与梁之间是通过翼板绞接，Midas/Civil应如何建模模拟梁翼板之间的绞接可否自己编辑截面形式可以在定义截面对话框中点击"数值"表单，然后输入您自定义的截面的各种数据。

您也可以在工具>截面特性值计算器中画出您的截面，然后生成一个截面名称，程序会计算出相应截面的特性值。

您也可以从CAD中导入截面(比如单线条的箱型截面，然后在截面特性值计算器中赋予线宽代表板宽)。

midas建模计算（预应力混凝土连续箱梁桥）midas建模计算（预应力混凝土连续箱梁桥）纵向计算模型的建立1.设置操作环境1.1打开新项目，输入文件名称，保存文件1.2在工具-单位体系中将单位体系设置为“m”,“KN”,“kj”和“摄氏”。

2．材料与截面定义2.1 材料定义右键-材料和截面特性-材料。

C50材料定义如下图所示。

需定义四种材料：主梁采用C50混凝土，立柱、盖梁及桥头搭板采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。

预应力钢绞线采用1860级高强低松弛s 15.24钢绞线。

钢绞线定义时，设计类型：钢材；规范：JTG04（S）；数据库：strand 1860,名称：预应力钢筋2.2 截面定义2.2.1 利用SPC（截面特性值计算器）计算截面信息（1）在CAD中x-y平面内，以mm为单位绘制主梁所有的控制截面，以DXF 格式保存文件；绘图时注意每个截面必须是闭合的，不能存在重复的线段，并且对于组成变截面组的线段，其组成线段的个数应保持一致。

（2）在midas工具中打开截面特性计算器（SPC），在Tools-Setting中将单位设置为“KN”和“mm”；（3）从File-Import-Autocad DXF导入DXF截面；（4）从Model-Section-Generate中选择“Type-Plane”；不勾选“Merge Straight Lines”前面的复选框；Name-根据截面所在位置定义不同的截面名称从而生成截面信息；（5）在Property-Calculate Section Property 中设置划分网格的大小和精度，然后计算各截面特性；（6）从File-Export-MIDAS Section File导出截面特性文件，指定文件目录和名字，以备使用。

2.2.2 建立模型截面（1）右键-材料和截面特性-截面-添加-设计截面，选择设计用数值截面。

单击“截面数据”选择“从SPC导入”，选择刚导出的截面特性文件，并输入相应的设计参数。

北京迈达斯技术有限公司目录概要 (2)设置操作环境........................................................................................................... 错误!未定义书签。

定义材料和截面....................................................................................................... 错误!未定义书签。

建立结构模型........................................................................................................... 错误!未定义书签。

PSC截面钢筋输入 ................................................................................................... 错误!未定义书签。

输入荷载 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。

定义施工阶段. (59)输入移动荷载数据................................................................................................... 错误!未定义书签。

输入支座沉降........................................................................................................... 错误!未定义书签。

PSC变截面箱梁施工阶段及PSC设计例题北京迈达斯技术有限公司2007年3月19日一、结构描述 (2)二、结构建模 (4)三、分步骤说明 (4)1、定义材料和截面特性 (4)2、建立上部梁单元并赋予单元截面属性 (7)3、定义结构组并赋予结构组单元信息 (11)4、定义边界组并定义边界条件 (12)5、定义荷载工况和荷载组 (13)6、定义施工阶段 (14)7、分阶段定义荷载信息 (15)8、分析及后处理查看 (20)9、按照JTG D62规范的要求对结构进行PSC设计 (21)PSC变截面箱梁施工阶段及PSC设计例题对于常规的PSC连续梁桥我们通常可以参考建模助手建立的模型,对于特殊的桥型或有特殊要求的结构我们需要按照一般方法建立有限元模型，施加边界和荷载进行分析。

这个例题主要说如何使用一般方法建立PSC连续梁桥并定义施工阶段进行施工阶段分析和按照JTG D62规范对结构进行设计验算.一、结构描述这是一座50+62+50的三跨预应力混凝土连续箱梁桥，这里仅模拟其上部结构.施工方法采用悬臂浇注，跨中截面和端部截面如图1所示.图1—1 跨中截面示意图1-2 支座截面示意桥梁立面图如图2所示。

图2 连续梁立面图图3 钢束布置形状二、结构建模对于施工阶段分析模型，通常采用的建模方法是：1、定义材料和截面特性（包括混凝土收缩徐变函数定义）;2、建立上部梁单元并赋予单元截面属性；3、定义结构组并赋予结构组信息;4、建立边界组并定义边界条件；5、定义荷载工况和荷载组；6、定义施工阶段;7、分阶段定义荷载信息（分施工阶段荷载和成桥荷载两部分)；8、分析,分析完成后定义荷载组合进行后处理结果查看；9、定义设计验算参数按照JTG D62对结构进行长短期及承载能力验算.下面就每个步骤分别详述如下——三、分步骤说明1、定义材料和截面特性本模型中涉及的材料包括混凝土主梁(C40）、预应力钢绞线(Strand1860）。

北京迈达斯技术有限公司目录概要 (2)设置操作环境........................................................................................................... 错误!未定义书签。

定义材料和截面....................................................................................................... 错误!未定义书签。

建立结构模型........................................................................................................... 错误!未定义书签。

PSC截面钢筋输入 ................................................................................................... 错误!未定义书签。

输入荷载 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。

定义施工阶段. (59)输入移动荷载数据................................................................................................... 错误!未定义书签。

输入支座沉降........................................................................................................... 错误!未定义书签。

16-MidasCivil应用—变截面预应力连续箱梁01Midas Civil应用—变截面预应力连续箱梁1、三跨预应力混凝土连续箱梁建模及分析(1)基本概况一座三跨预应力混凝土连续箱梁桥桥梁长度：L=30m+50m+30m=110m，为钢筋混凝土结构；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。

材料特性混凝土：主梁采用C50混凝土，桥墩C40混凝土；钢材：预应力采用“Strand1860”；荷载：自重，程序自动计算；恒荷载：自重；预应力：钢束(φs15.2mm×37)；截面积：Au=5180mm2，孔道直径：80mm；预应力与管道摩擦系数：0.17；张拉控制应力：1395MPa；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。

(2)Midas Civil 连续梁桥分析步骤三跨预应力混凝土连续箱梁分析步骤如下：①设置操作环境及项目信息②定义材料和截面③建立结构三维模型④输入静力荷载⑤输入移动荷载数据⑥输入荷载组合⑦运行结构分析⑧查看分析结果(3)设置操作环境及项目信息打开【工具】/【单位系】/将单位体系设为KN，mm。

该单位可以根据输入数据的种类任意转换。

打开【文件】 /【项目信息】/完善基本信息。

(4)定义材料和截面。

打开【特性】/【截面特性值】/【截面】/【添加】/【设计截面】/【截面类型：单箱单室】，截面号：1，名称：跨中；定义PSC截面钢筋。

打开【特性】/【截面特性值】/【截面管理器】/【钢筋】；添加纵向钢筋：1、类型直线，板顶，Z:0.06m，数量65根，间距0.14m，直径：φ16mm；2、类型直线，板底，Z:0.06m，数量33根，间距0.15m，直径：φ16mm；抗剪钢筋：两端i、j钢筋相同，弯起钢筋（间距1.5m，角度45°，Asb：0.0005㎡）；抗扭钢筋（间距：0.2m，箍筋Asv1：0.0004㎡，纵筋Ast：0.002㎡）；抗剪箍筋（间距：0.2，Asv：0.0008㎡），计算箍筋内表面包围的截面核芯面积（打开），保护层厚度：0.05m，包括翼缘和悬臂。

目录绪论 (1)1.1预应力混凝土连续梁桥概述 (1)1.2毕业设计的目的与意义.......................... 错误！未定义书签。

第一章设计原始资料……………………………………………………………………第二章方案比选.................................................................................. 第三章桥跨总体布置及结构尺寸拟定.. (4)2.1尺寸拟定 (8)2.1.1 桥孔分跨 (9)2.1.2 截面形式 (9)2.1.3 梁高 (10)2.1.4 细部尺寸 (11)2.2主梁分段与施工阶段的划分 (12)2.2.1 分段原则 (12)2.2.2 具体分段 (12)2.2.3 主梁施工方法及注意事项 (12)第四章荷载内力计算 (15)3.1恒载内力计算 .................................. 错误！未定义书签。

3.2活载内力计算 .................................. 错误！未定义书签。

3.2.1 横向分布系数的考虑 (37)3.2.2 活载因子的计算 (42)3.2.3 计算结果 .................................... 错误！未定义书签。

第五章预应力钢束的估算与布置. (45)4.1力筋估算 (45)4.1.1 计算原理 (45)4.1.2 预应力钢束的估算 (50)4.2预应力钢束的布置 (57)第六章预应力损失及有效应力的计算 (57)5.1预应力损失的计算 (59)5.1.1摩阻损失 (59)5.1.2. 锚具变形损失 (61)5.1.3. 混凝土的弹性压缩 (65)5.1.4.钢束松弛损失 (68)5.1.5.收缩徐变损失 (69)5.2有效预应力的计算 (73)第七章次内力的计算 (74)6.1徐变次内力的计算 (74)6.2预加力引起的二次力矩 (74)6.3温度次内力的计算 (75)6.4支座位移引起的次内力 (77)第八章内力组合 (79)7.1承载能力极限状态下的效应组合 (79)7.2正常使用极限状态下的效应组合 (81)第九章主梁截面验算 (83)8.1截面强度验算 (86)8.2截面应力验算 (88)8.2.1 正截面和斜截面抗裂验算 (88)8.2.2 法向拉应力 .................................. 错误！未定义书签。

变截面预应力混凝土连续箱梁 合拢段施工技术总结(中铁二十三局集团一公司 山东日照 蔡湛)【内容提要】本文结合青银高速公路齐河北至夏津段禹城南互通立交桥实例，总结了变截面预应力混凝土连续箱梁合拢段的施工方案、施工组织、施工工艺和关键技术，对类似工程施工具有较好的借鉴作用。

【关 键 词】 预应力混凝土刚构 变截面连续箱梁 合拢段 施工技术 1.工程概况青银高速公路齐河北至夏津段禹城南互通立交桥，主桥跨京沪铁路和101省道，为40m+70m+40m 变截面预应力混凝土连续箱梁，有两个边跨合拢（16#墩现浇段与17#墩T 构之间；19#墩现浇段与18#墩T 构之间），一个中跨合拢段即17#墩T 构与18#墩T 构之间。

合拢段梁高均为2.3m.底板厚度为32cm,腹板厚度为40cm,箱梁顶板厚度为32cm 。

每个合拢段长度为2m,合拢段混凝土标号为C50,边跨合拢段混凝土方量为22.1m 3,节段重量57.5T,中跨合拢段混凝土方量为11.1 m 3,节段重量28.9T 。

2.施工方案：合拢段采用合拢段吊架施工，由边向中间进行,即先合拢边跨再合拢中跨,合拢吊架利用施工挂篮底模及外模系统，吊架的锚固利用在9号梁段和现浇段中的预留孔才用精轧螺纹钢、钢棒等来进行操作。

（见图1、2）图11077,521077,5223502350外模后吊杆右图23.施工工艺 3.1.施工工艺流程边跨合拢段施工工艺流程图中跨合拢段施工工艺流程图3.2具体施工方法3.2.1合拢段吊架的组成合拢吊架及其模板、外模、内模利用施工挂篮的部分构件，吊架布置见附图。

吊架底模及外侧模采用挂篮大块模板，内模采用组合钢模。

合拢吊架包括：底模系（14.6t）、翼板系包含外模板（10t）、内拱系（1.3t）及其它零件（1.4t），共重约27.3t3.2.2吊架安装及挂篮拆除以17#、18#墩为例：当17#墩和18#墩T构施工张拉结束后，开始后移及拆除17#墩和18#墩T 构挂篮，进行合拢段吊架的安装。

旗开得胜概要 (2)设置操作环境 (6)定义材料和截面 (7)建立结构模型 (11)PSC截面钢筋输入 (13)输入荷载 (19)定义施工阶段 (33)输入移动荷载数据 (39)输入支座沉降 (43)运行结构分析 (45)查看分析结果 (46)PSC设计 (64)11概要梁格法是目前桥梁结构分析中应用的比较多的在本例题中将介绍采用梁格法建立一般梁桥结构的分析模型的方法、施工阶段分析的步骤、横向刚度的设定以及查看结果的方法和PSC 设计的方法。

本例题中的桥梁模型如图1所示为一三跨的连续梁桥，每跨均为32m 。

图1. 简支变连续分析模型1桥梁的基本数据为了说明采用梁格法分析一般梁桥结构的分析的步骤，本例题采用了比较简单的分析模型——预应力T梁，可能与实际桥梁设计的内容有所不同。

本例题的基本参数如下：桥梁形式：三跨连续梁桥桥梁等级：I级桥梁全长：332＝96m桥梁宽度：15m设计车道：3车道图2. T型梁跨中截面图图3. T梁端部截面图1旗开得胜分析与设计步骤预应力混凝土梁桥的分析与设计步骤如下。

1.定义材料和截面特性材料截面定义时间依存性材料(收缩和徐变)时间依存性材料连接2.建立结构模型建立结构模型修改单元依存材料特性3.输入PSC截面钢筋4.输入荷载恒荷载(自重和二期恒载)预应力荷载钢束特性值钢束布置形状钢束预应力荷载温度荷载系统温度节点温度单元温度温度梯度梁截面温度5.定义施工阶段6.输入移动荷载数据1。

预应力混凝土现浇箱梁结构计算的midas civil应用孙健(黑龙江省林业设计研究院[摘要]结合工程实例,详述预应力混凝土连续箱梁的建模过程,并结合规范相应条文对计算结果进行说明。

[关键词]预应力混凝土现浇箱梁;MIDAS/Civil;结构计算The Application Of The Prestressed Concrete Cast－In－Place BoxBeam Onto The Midas CivilSun Jian(Forest Design AndＲesearch Institute Of Heilongjiang ProvinceAbstract:The particle gives detailed information of the prestressed concrete cast－in －place box beam combined with the engineering example and gives detailed introduction．Key words:prestressed;concrete;box beam;MIDAS/Civil;structure computationMIDAS Civil作为空间有限元分析软件,可适用于桥梁结构、港口、工业建筑、飞机场、大坝等结构的分析与设计。

特别是针对桥梁结构,MIDAS Civil结合国内的规范与习惯,在建模、分析、后处理、设计等方面提供了很多的便利的功能,目前已为各大公路、铁路部门的设计院所采用。

本文根据工程经验,结合实际工程案例,详述预应力混凝土连续箱梁的建模过程,并结合规范相应条文对计算结果进行说明。

1工程案例选取某工程大桥上部结构25+34.45+40m预应力混凝土(后张连续箱梁,桥宽12.8m,按双向两车道设计。

下部结构采用柱式墩,墩台采用桩基础。

设计荷载等级为城市－A级。

上部结构混凝土采用C50级,预应力钢束采用低松弛钢绞线,每根直径15.2mm,15根一束,共24束。

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11、MIDAS/Civil软件的使用方法-变截面与变载
11.1.1变截面与变载菜单
11.1.2
11.1.3实腹长方形变截面
11.1.4回到工作窗口
利用拖放功能，拖着变截面名称，拖到窗口中释放，这时候这个截面特性就已经赋予给了这些单元，我们单击视图—消隐查看效果。

11.2.1变截面组
11.2.2输入变截面组数据：选择全部单元、单击添加即可。

11.2.3显示变截面组
11.2.4变截面组转换成变截面
11.2.5将新开始截面号改大以便不和前面的号发生冲突
112.6查看新转换的变截面
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赠人玫瑰，手留余香。