下载文档原格式
目录第一部分逐跨施工模型 (1)1.1预应力钢束布置 (1)1.2施工阶段定义 (3)1.3调整模型 (4)第二部分应力分析 (5)2.1施工阶段的应力 (5)2.2成桥阶段应力(恒+活+支座沉降) (6)2.3移动荷载 (6)第三部分PSC验算结果 (7)3.1施工阶段的法向压应力验算 (7)3.2受拉区钢筋的拉应力验算 (11)3.3使用阶段正截面压应力验算 (12)3.4使用阶段斜截面主压应力验算 (13)3.5结论 (14)第一部分逐跨施工模型1.1预应力钢束布置图1-1 第一跨钢筋布置图1-2 第二跨钢筋布置图1-3 第三跨钢筋布置图1-4 第四跨钢筋布置本次桥梁的总体布置，四跨连续梁桥，跨度分别是29.95m+30m+30m +29.95m图如下所示：图1-5-8 桥梁整体布置图汇总的预应力张拉表格，张拉控制应力为0.75的高强钢绞线，控制应力为1395MPa，具体的表格如下所示：1.2施工阶段定义逐跨施工，我们采用满堂支架的方法，依次从梁一施工到四号梁，中间存在从简支梁到连续梁的体系转换，为本次设计修改的难点。
我们的施工过程定义为三个步骤满堂支架的施工和主梁施工、预应力张拉、拆除满堂支架，最后完成全线的浇筑。
从midas中提取的施工阶段细节具体如下：NAME=主梁1-浇筑, 20, YES, NOAELEM=主梁1, 7, 节点1, 7ABNDR=满堂1, DEFORMED, 支座1, DEFORMED, 支座2,DEFORMEDALOAD=自重, FIRSTNAME=主梁1-张拉, 1, YES, NOALOAD=预应力1, FIRSTNAME=主梁1-拆除支架, 2, YES, NODELEM=节点1, 100DBNDR=满堂1NAME=主梁2-浇筑, 20, YES, NOAELEM=主梁2, 7, 节点2, 7ABNDR=支座3, DEFORMED, 满堂2, DEFORMEDNAME=主梁2-张拉, 1, YES, NODELEM=节点2, 100ALOAD=预应力2, FIRSTNAME=主梁2-拆除支架, 2, YES, NODELEM=节点2, 100DBNDR=满堂2NAME=主梁3-浇筑, 20, YES, NOAELEM=主梁3, 7, 节点3, 7ABNDR=满堂3, DEFORMED, 支座4, DEFORMEDNAME=主梁3-张拉, 1, YES, NOALOAD=预应力3, FIRSTNAME=主梁3-拆除支架, 2, YES, NODELEM=节点3, 100DBNDR=满堂3NAME=主梁4-浇筑, 20, YES, NOAELEM=主梁4, 7, 节点4, 7ABNDR=支座5, DEFORMED, 满堂4, DEFORMEDNAME=主梁4-张拉, 5, YES, NOALOAD=预应力4, FIRSTNAME=拆除满堂支架, 10, YES, NODELEM=节点4, 100DBNDR=满堂4NAME=二期恒载, 10, YES, NOALOAD=二期, FIRSTNAME=工后100, 100, YES, NONAME=工后3600, 3600, YES, NO1.3调整模型通过调整预应力的束数，来调整结构在施工中出现的简支梁体系（跨中弯矩增大的影响），以及在体系转换中连续梁顶的拉力。
4×30m连续梁结构分析对4*30m结构进行分析的第一步工作是对结构进行分析，确定结构的有限元离散，确定各项参数和结构的情况，并在此基础上进行建模和结构计算。
建立斜连续梁结构模型的详细步骤如下。
1. 设定建模环境2. 设置结构类型3. 定义材料和截面特性值4. 建立结构梁单元模型5. 定义结构组6. 定义边界组7.定义荷载组8.定义移动荷载9. 定义施工阶段10. 运行结构分析11. 查看结果12.psc设计13. 取一个单元做横向分析页脚内容1概要：在城市桥梁建设由于受到地形、美观等诸多方面的限制，连续梁结构成为其中应用的最多的桥梁形式。
同时，随着现代科技的发展，连续梁结构也变得越来越轻盈，更能满足城市对桥梁的景观要求。
本文中的例子采用一座4×30m的连续梁结构（如图1所示）。
1、桥梁基本数据桥梁跨径布置：4×30m＝120；桥梁宽度：0.25m（栏杆）＋2.5m（人行道）＋15.0m（机动车道）＋2.5m（人行道）+0.25（栏杆）＝20.5m；主梁高度：1.6m；支座处实体段为1.8m；行车道数：双向四车道＋2人行道桥梁横坡：机动车道向外1.5％，人行道向内1.5％；施工方法：满堂支架施工；页脚内容2图1 1/2全桥立面图和1.6m标准断面页脚内容32、主要材料及其参数2.1 混凝土各项力学指标见表1表12.2低松弛钢绞线（主要用于钢筋混凝土预应力构件）直径：15.24mm弹性模量：195000 MPa标准强度：1860 MPa抗拉强度设计值：1260 MPa抗压强度设计值: 390 MPa张拉控制应力：1395 MPa热膨胀系数：0.000012页脚内容42.3普通钢筋采用R235、HRB335钢筋，直径：8～32mm弹性模量：R235 210000 MPa / HRB335 200000 MPa标准强度：R235 235 MPa / HRB335 335 MPa热膨胀系数：0.0000123、设计荷载取值：3.1恒载：一期恒载包括主梁材料重量，混凝土容重取25 KN/m 3。
4×30m连续梁结构分析对4*30m结构进行分析的第一步工作是对结构进行分析，确定结构的有限元离散，确定各项参数和结构的情况，并在此基础上进行建模和结构计算。
建立斜连续梁结构模型的详细步骤如下。
1. 设定建模环境2. 设置结构类型3. 定义材料和截面特性值4. 建立结构梁单元模型5. 定义结构组6. 定义边界组7.定义荷载组8.定义移动荷载9. 定义施工阶段10. 运行结构分析11. 查看结果12.psc设计13. 取一个单元做横向分析概要：在城市桥梁建设由于受到地形、美观等诸多方面的限制，连续梁结构成为其中应用的最多的桥梁形式。
同时，随着现代科技的发展，连续梁结构也变得越来越轻盈，更能满足城市对桥梁的景观要求。
本文中的例子采用一座4×30m的连续梁结构（如图1所示）。
1、桥梁基本数据桥梁跨径布置：4×30m＝120；桥梁宽度：0.25m（栏杆）＋2.5m（人行道）＋15.0m（机动车道）＋2.5m（人行道）+0.25（栏杆）＝20.5m；主梁高度：1.6m；支座处实体段为1.8m；行车道数：双向四车道＋2人行道桥梁横坡：机动车道向外1.5％，人行道向内1.5％；施工方法：满堂支架施工；图1 1/2全桥立面图和1.6m标准断面2、主要材料及其参数2.1 混凝土各项力学指标见表1表12.2低松弛钢绞线（主要用于钢筋混凝土预应力构件）直径：15.24mm弹性模量：195000 MPa标准强度：1860 MPa抗拉强度设计值：1260 MPa抗压强度设计值: 390 MPa张拉控制应力：1395 MPa热膨胀系数：0.0000122.3普通钢筋采用R235、HRB335钢筋，直径：8～32mm弹性模量：R235 210000 MPa / HRB335 200000 MPa标准强度：R235 235 MPa / HRB335 335 MPa热膨胀系数：0.0000123、设计荷载取值：3.1恒载：一期恒载包括主梁材料重量，混凝土容重取25 KN/m 3。
第1章89#～92#预应力砼连续梁桥1.1结构设计简述本桥为27+27+25.94现浇连续箱梁，断面型式为弧形边腹板大悬臂断面，根据道路总体布置要求，主梁上下行为整体断面，变宽度32.713m -35m，单箱5室结构变截面。
箱梁顶板厚度为0.22m，底板厚度0.2m；支点范围腹板厚度0.7m，跨中范围腹板厚度0.4m。
主梁单侧悬臂长度为 4.85m，箱梁悬臂端部厚度为0.2m，悬臂沿弧线一直延伸至主梁底板。
主梁两侧悬臂设置0.1m后浇带，与防撞护栏同期进行浇筑。
本桥平、立面构造及断面形式如图11.1.1和图11.1.2所示。
图11.1.1 箱梁构造图图11.1.2 箱梁断面图纵向预应力采用φs15.2高强度低松弛钢绞线(Ⅱ级)(GB/T5224-1995)，标准强f=1860MPa。
中支点断面钢束布置如图11.1.3所示。
度pk图11.1.3 中支点断面钢束布置图主要断面预应力钢束数量如下表墩横梁预应力采用采用φs15－19，单向张拉，如下图。
1.2主要材料1.2.1主要材料类型(1) 混凝土：主梁采用C50砼；(2) 普通钢筋：R235、HRB335钢筋；(3) 预应力体系：采用φs15.2高强度低松弛钢绞线(Ⅱ级)(GB/T5224-1995)，标准强度f=1860MPa；预应力锚具采用符合GB/T14370-2002《预应力筋锚具、pk夹具和连接器》中Ⅰ类要求的优质锚具；波纹管采用符合JT/T529-2004标准的塑料波纹管。
1.2.2主要材料用量指标本桥上部结构主要材料用量指标如表11.2.2-1所示，表中材料指标均为每平米桥面的用量。
表11.2.2-1 上部结构主要材料指标1.3结构计算分析1.3.1计算模型结构计算模型如下图所示。
图11.3.1-1 结构模型图有效分布宽度0.50.60.70.80.912.255.49.0612.916.819.523.22730.834.337.140.94447.551.155.158.662.565.168.972.776.179.4坐标Iyy 系数图11.3.1-2 箱梁抗弯刚度折减系数示意图1.3.2 支座反力计算本桥各桥墩均设三支座。
连续梁有限元分析案例学号：姓名:班级:联系方式:目录目录 (1)1 工程概况 (2)1.1 桥梁基本概况 (2)1.2 主要材料及参数 (2)1.3 设计荷载取值 (2)2 建模内容 (4)2.1 组的定义 (4)2.2 施工阶段的定义 (4)2.3 预应力布置 (5)3 结果分析 (14)3.1 成桥阶段的结果 (14)3.1.1 成桥阶段的支座反力 (14)3.1.2成桥后结构的竖向位移 (14)3.1.3 成桥阶段结构的弯矩 (15)3.1.4 成桥阶段的应力 (15)3.2 PSC设计结果 (15)3.2.1 施工阶段法向压应力验算 (15)3.2.2使用阶段正截面压应力验算 (16)3.2.3 使用阶段正截面抗弯验算 (17)第一章工程概况1.1 桥梁基本概况（1）桥梁跨径布置：4×30m=120m；（2）桥梁宽度：0.25m（栏杆）+2.5m（人行道）+15.0m（机动车道）+2.5m（人行道）+0.25m（栏杆）=20.5m；（3）主梁高度：1.6m，支座处实体段为1.8m；（4）行车道数：双向四车道+2人行道；（5）桥梁横坡：机动车道向外1.5%，人行道向内1.5%；（6）施工方法：逐跨现浇法。
1.2 主要材料及参数（1）混凝土选用C50混凝土，其力学指标见表1-1。
（2）预应力筋选用直径为15.24mm的低松弛钢绞线，其力学指标见表1-2。
1.3 设计荷载取值（1）恒载m；二期恒载（人行道、护栏、主要包括材料重量，混凝土容重：25KN/3桥面铺装等）合计：85KN/m；（2）活载：车辆荷载：公路I级人群荷载：3KN/m2；（3）温度力系统升温25℃，系统降温-15℃第二章 MIDAS建模2.1 组的定义见图2.1所示。
结构组8个，跨1包含单元1-24，跨2包含单元25-43，垮3包含单元44-62，跨4包含单元63-78；支架1包含节点80-104，支架2包含单元104-123，支架3包含单元123-142，支架4包含单元142-158。
1 连续梁分析
1.1 概述
比较连续梁和多跨静定梁受均布荷载和温度荷载（上下面的温差）时的反力、位移、内力。
3跨连续两次超静
3跨静定
3跨连续1次超静定
图1.1 分析模型
¾材料
钢材：Grade3
¾截面
数值：箱形截面 400×200×12 mm
¾荷载
1．均布荷载：1.0 tonf／m
2．温度荷载：ΔT ＝ 5 ℃ (上下面的温度差)
1.2 设定基本环境
打开新文件，以“连续梁分析.mgb”为名存档。
单位体系设定为“m”和“tonf’”。
设定结构类型为 X－Z 平面。
模型 / 结构类型
结构类型> X －Z 平面 ↵
1.3 设定材料以及截面
材料选择钢材GB （S ）（中国标准规格），定义截面。
模型／ 材料和截面特性 ／ 材料 名称( Grade3) 设计类型 > 钢材 规范> GB(S) ； 数据库> Grade3 ↵ 模型 ／ 材料和截面特性 ／ 截面 截面数据
截面号 ( 1 ) ； 截面形状 > 箱形截面 ;
用户：如图输入 ； 名称> 400×200×12 ↵
图1.3 定义材料 图1.4 定义截面
选择“数据库”中
的任意材料，材料
的基本特性值（弹
性模量、泊松比、
线膨胀系数、容重）
将自动输出。
1.4 建立节点和单元
为了生成连续梁单元，首先输入节点。
正面,
捕捉点 (关), 捕捉轴线 (关) 捕捉节点 (开), 捕捉单元 (开),
自动对齐 模型 / 节点 / 建立节点 坐标 ( x, y, z ) ( 0, 0, 0 ) ↵
图1.5 建立节点
参照用户手
册的“输入单
元时主要考
虑事项”
用扩展单元功能来建立连续梁。
模型 ／ 单元／ 扩展单元
全选
扩展类型 > 节点
Æ 线单元
单元属性> 单元类型 > 梁单元
材料 > 1:Grade3 ； 截面> 1: 400*200*12 ； Beta 角
( 0 )
生成形式> 复制和移动 ； 复制和移动 > 任意间距
方向> x ； 间距 ( 3@5／3, 8@10／8, 3@5／3 ) ↵
图1.6 建立单元
输入梁单元. 关于梁单元的详细事项参照在线帮助的 “单元类型”的“梁单元”部分
1.5 输入边界条件
3维空间的节点有6个自由度（Dx,，Dy，Dz，Rx，Ry，Rz）。
但结构类型已设定为X－Z平面（程序将自动约束Y方向的位移Dy和绕X轴和Z轴的转动Rx,Rz），所以只剩下3个自由度（Dx，Dz，Ry）。
铰支座约束自由度Dx， Dz，滚动支座约束自由度 Dz。
模型／边界条件／一般支承
节点号（开）
单选（节点：4 ）
选择>添加；支承条件类型 > Dx, Dz (开) ↵
单选(节点: 1, 12, 15 ) ；支承条件类型 > Dz (开) ↵
图1.7 输入边界条件
1.6 输入荷载
1.6.1 定义荷载工况
为输入均布荷载和温度荷载，首先定义荷载工况
图1.8 输入荷载条件
荷载／梁单元荷载（单元）
节点号（关）
全选
荷载工况名称> 均布荷载；选择 > 添加
荷载类型>均布荷载；方向>整体坐标系Z；投影>否
数值>相对值；X1（ 0 ）；X2（ 1 ）；W （－1 ）↵ 荷载方向与整体坐
标系Z轴方向相反，
输入荷载为“-1”。
图1.9 均布荷载示意图
1.6.3 输入温度荷载
输入连续梁的上下面温度差(ΔT ＝5℃)。
输入温度差后，根据材料的热膨胀系数、温差引起的梁截面产生的应力考
虑为荷载。
显示梁单元荷载（关）
荷载／温度梯度荷载
全选
荷载工况名称> 温度荷载；选择 > 添加；单元类型> 梁
温度梯度 > T2z－T1z ( 5 )↵
图1.10 输入温度荷载
1.6.4 复制单元
复制连续梁（模型 1）来建立多跨静定梁(模型 2,模型 3)。
为了同时复制连续梁(模
型1)均布荷载、温度荷载、边界条件，使用复制节点属性和复制单元属性功能。
边界条件>一般支承 (开)
模型 / 单元 / 单元的复制和移动
形式 > 复制 ； 移动和复制 > 等间距
dx, dy, dz ( 0, 0, -5 ) ； 复制次数 ( 2 )
复制节点属性 (开), 复制单元属性 (开) ↵
图1.11 复制单元
1.6.5 输入铰接条件
在复制的连续梁输入内部铰支座来建立多跨静定梁。
在梁单元的端部使用释放梁端约束功能来生成铰接条件。
模型／边界条件／释放梁端约束
单元号（开）
单选（单元：19, 23, 33 ）
选择 > 添加／替换
选择释放和约束比率 > j-节点 > My （开），Mz （开）
（或）
关于内部铰支的详
细说明参照在线帮
助的“释放梁端约
束”部分
生成梁单元时，随着
先指定的i节点和后
指定的j节点的生成
决定坐标系。
只要在图标菜单显
示的单元表单下打开
单元坐标轴和局部方
向就可以确认。
图1.12 输入铰支支座
1.7 运行结构分析
对连续梁和多跨静定梁运行结构分析。
1.8 查看分析结果
1.8.1 查看反力
比较均部荷载作用下连续梁和多跨静定梁的反力。
单元号（关）
边界条件 > 一般支承（关），释放梁端约束（开）↵
荷载工况／荷载组合> ST:均布荷载；反力 > FXYZ
显示类型 > 数值（开）,图例（开）
数值
小数点以下位数 (1) ；指数型（关）；适用于选择确认时（开）↵
图 1.13 均布荷载引起的反力
以表格的形式查看均布荷载引起的的反力。
比较外荷载总合和反力的总合来查看模型的建立和荷载的输入是否恰当。
例题Z轴方向荷载为1.0 tonf／m2×20 m×3 = 60 tonf，与表格中Z轴方向的反力（FZ）总和相等。
结果 / 分析结果表格 / 反力
荷载组合> 均布荷载(ST) (开) ； 温度荷载(ST) (关) ↵
图1.14 反力结果表格
比较对温度荷载的反力。
结果／反力和弯矩
荷载工况／荷载组合> ST:温度荷载；反力 > FXYZ
显示类型> 数值(开),图例(开) ↵
模型1
模型3
图 1.15 温度荷载产生的反力
DX 结果 / 变形 / 1.8.2 查看变形图
查看温度荷载产生的变形图。
D XZ =22DZ +.
显示
边界条件 > 一般支承 (开) ↵
变形形状
荷载工况/荷载组合 > ST:温度荷载 ； 变形 > DXZ
显示类型>变形前 (开), 图例 (开) ↵
图 1.16 温度荷载产生的变形图
1.8.3 查看内力
查看均布荷载产生的结构的弯矩。
结果 ／ 内力 ／ 梁单元内力图
荷载工况／荷载组合> ST:均布荷载 ； 内力 > My
选择显示 > 5 点 ； 不涂色 ； 系数 ( 2.0 )
显示类型> 等值线 （开）， 数值 （开）， 图例 （开）
数值
小数点以下位数(1) ；指数型（关）；适用于选择确认时（开）↵
多跨静定梁（模型 2）与连续梁（模型 1）相比，可以看出跨中弯矩
减小，但支点弯矩增大的情况。
还可以看出，设有一个铰的多跨静定梁（模型3）的铰支点弯矩与（模型2）类似，无铰部分的弯矩与（模型1）类似。
图1.17 节点荷载产生的弯矩
查看温度荷载产生的弯矩。
温度荷载产生的变形图（图1.16）中，可以看出模型2两边的悬臂梁与中间的简支梁的变形是相互独立的。
温度荷载不会约束梁的变形，所以也不会产生内力。
结果／内力／梁单元内力图
荷载工况／荷载组合> ST:温度荷载；内力 > My
显示选项 > 精确解；不涂色；放大 ( 2.0 )
显示类型>等值线（开），数值（开）
数值
小数点以下位数（1）；指数型（关）；适用于选择确认时（开）
↵
图 1.18 温度荷载产生的弯矩图。
