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鱼腹式梁结构在桥梁结构设计中的应用与受力摘要：本文主要讨论鱼腹式梁的应用，在设计一个桥面为1790×200的三跨结构，每跨中间承受6公斤静荷载和小车4公斤动荷载的模型时，采用MIDAS 对结构进行了受力分析，计算了静力荷载工况和小车荷载处于最不利位置时的荷载工况，得出了结构的位移等值线图和主应力等值线图。
关键词：鱼腹式梁结构；桥梁结构；模型设计桥梁构造形式简洁、轻巧，符合未来桥梁的发展与规划，满足交通功能的需要。
在桥梁模型的设计与制作过程中主要有斜拉桥、悬索桥和桁架结构桥三种类型，由于斜拉桥和悬索桥是柔性体系，挠度大，不易制作，且铅发丝线的松紧比较难以控制，桁架桥模型制作工艺简单方便，承载能力好，制作精度高等优势就体现出来了。
在保证结构受力合理的前提下，采用了简单的正交异性板梁结构，朴实大方的结构中体现了新颖的造型特色。
结构模型设计中，结构的破坏往往不是结构本身材料达到了受力极限，而是节点的破坏。
为了减小节点处的诸多不确定因素，采用板式结构的三跨连续梁，大大降低了节点破坏的风险。
为了降低结构的挠度，采用两片主梁，用正交异性板的形式分担结构受力荷载，降低结构自身挠度和形变。
模型的简单三维效果图对于静力荷载，可以直接在每跨跨中施加6kg的等效荷载，即60N的节点荷载。
对于小车产生的动荷载，由于定义较为负载，为了简化计算，本组采用静力荷载工况，计算小车移动中最不利位置附近时的受力情况。
下图是在MIDAS中分析出的结构在静力荷载作用结构的位移等值线图，从图中可以清晰地看到最大位移量为2.34mm，发生在边跨的跨中位置附近。
静力荷载作用结构的位移等值线图静力荷载作用最大位移处位移等值线图最大应力发生在边跨跨中附近的下翼缘，最大值1.7MPa。
下图是在MIDAS中分析出的结构在小车荷载处于最不利位置时的位移等值线图，从图中可以清晰地看到最大位移量为5.39mm，发生在中跨的跨中位置附近。
小车荷载处于最不利位置时的位移等值线图小车荷载处于最不利位置时最大位移处位移等值线图最大应力发生在中跨的跨中附近的下翼缘，最大值2.76MPa。
MIDAS鱼腹式箱梁的中横梁计算要点摘要：连续箱梁应对横梁进行PSC截面验算，需合理选取横梁受力断面即有效翼缘宽度，应采用与实际更为贴合准确的加载方式进行加载，以确保为设计提供合理的内力值，配置合理的预应力钢筋；MIDAS Civil 2010/Civil PSC设计验算功能模块的各项验算。
关键字：横梁；加载方式；MIDAS PSC设计1 项目介绍杭州市沿江公路跨运河二通道桥，主桥采用下承式钢异型拱桥，主跨跨径为252m，边跨跨径为106m；引桥为渔腹式截面预应力砼连续梁，标准跨径为30m，4跨一联，共有四联，桥面宽标准段为25.5m，加宽段为30.5m。
由于桥面较宽，引桥部分除了采用MIDAS对上部主梁进行PSC设计计算外，尚须对端、中横梁进行PSC设计计算，本次验算选取桥面宽度为30.5m联内主梁反力最大的中墩处横梁作为计算对象。
2 软件介绍计算采用北京迈达斯技术有限公司MIDAS Civil 2010/Civil PSC设计验算功能模块，将拟设计的预应力钢筋、普通钢筋输入至PSC截面数据当中，对横梁截面分别进行持久状况极限承载力验算、按照A类构建进行持久状况正常使用极限状态抗裂验算、持久状况应力验算、预应力钢筋容许拉应力验算等内容。
3 建模要素中横梁高度2.5米，宽2.0米，配置18束15-Φs15.20钢绞线，根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004中第4.2.2条规定取翼缘宽度为顶板厚度的6倍（单侧）。
加载方式为：以纵向计算在支点处的支反力为基础，恒载作为外部荷载按一定方式加载至横梁桥面，活载在车道范围内按照轮距1.8m、车距1.3m由软件自动加载，温度、温度梯度、收缩徐变均按实际情况加载。
计算模型及跨中截面图01：4 恒载反力加载方式比较4.1 上部主梁的恒载反力（包含收缩徐变）为：27542KN，主梁中墩位双支座，支座间距为7.6m，该反力为双支座的合反力值。
基于MidasGTS方案数值分析（二维）清晨的阳光透过窗帘，洒在键盘上，我泡了杯咖啡，深吸一口气，准备开始这场关于MidasGTS方案数值分析的冒险。
思绪如泉涌，我敲下键盘，让文字在屏幕上跳跃。
MidasGTS，一个让人又爱又恨的软件。
爱的是它能帮助我们解决复杂的工程问题，恨的是它那繁琐的操作步骤。
不过，10年的经验告诉我，只要掌握了它的精髓，就能轻松应对各种难题。
一、模型建立1.参数设置：根据工程实际情况，确定模型的尺寸、材料属性、边界条件等参数。
2.网格划分：采用三角形或四边形网格，对模型进行离散化处理。
3.荷载施加：根据工程需求，对模型施加相应的荷载，如集中荷载、线性荷载等。
二、分析求解1.选择求解器：根据模型特点，选择合适的求解器，如静态分析、动态分析等。
2.计算迭代：通过迭代计算，求解模型在各种荷载作用下的位移、应力等参数。
3.结果输出：将计算结果以图形或表格形式输出，方便后续分析和优化。
三、结果分析1.位移分析：观察模型在荷载作用下的位移分布，判断是否符合设计要求。
2.应力分析：分析模型在荷载作用下的应力分布，判断是否存在应力集中现象。
3.稳定性分析：评估模型在荷载作用下的稳定性，确保工程安全。
四、优化调整1.参数调整：根据结果分析，对模型参数进行调整，以达到最佳设计效果。
2.结构优化：对模型进行结构优化，降低成本，提高性能。
3.方案完善：结合实际工程需求，对方案进行完善，确保工程顺利进行。
1.考虑边界条件：边界条件对分析结果的影响非常大，要确保边界条件设置正确。
2.关注荷载组合：不同荷载组合下，模型的表现可能截然不同，要全面分析各种荷载组合。
3.误差控制：在计算过程中，要关注误差控制，确保计算结果的准确性。
4.结果验证：对计算结果进行验证，确保分析结果的可靠性。
写着写着，阳光已经移到了窗台上，咖啡也喝完了。
我看着屏幕上的文字，仿佛看到了一个个工程项目的成功落地。
这就是MidasGTS 的魅力，它能让我们在虚拟世界中，预演现实中的工程。
基于MIDAS-GTS基坑支护三维数值模拟分析摘要：下文将我国北方某座城市的深基坑项目当作进行研究的实例对象，对该城市铁路东站进行改造的工程——E区，对该区的深基坑项目进行支护施工的设计方案以及施工，留有一定的困难度，将有限元的强度引入至折减方式中，对深基坑项目的施工方案开展的设计工作进行分析，还有就是对施工展开了相对深化的研究。
关键词：MIDAS-GTS；基坑支护；三维；数值模拟；分析引言：由于经济以及社会的持续发展，对于城市进行的建设工作，同样也处于飞速发展的状态，这就造成了建筑用地面积的紧缺问题出现，随之而来的是对地下空间进行的开发以及使用。
此现象造成了对基坑进行挖掘施工的深度不断加大，因此，对于基坑的支护工作更需要密切重视。
一、基坑支护设计方式的现状（一）等值梁的方式这个方法是相对普遍使用的，对基坑开展的支护工作进行设计以及计算的方式，对于在刚性墙位置当中的支护结构内力产生作用，进行计算的一种方式，主要是对挡土墙位置当中，主动土提及被动土产生的压力进行计算。
另外对支挡结构当中的抵御滑动以及移动、抵御倾覆等这些稳定性的标准，进行计算检验，可是，它不可以对支护结构出现的变形问题进行预测，还有对于基坑四周靠近的建筑物、管道网络还有道路交通等产生的影响，不能够进行预估。
（二）弹性地基梁的方式在大多数情况下，此方式是与上述第一种方式，共同开展对支护的设计工作，对于支护构造当中，桩或者是墙体出现的位移问题，实施控制过程中提出的要求进行考虑，将基坑外围的土体以及外部产生的荷载，当作主动土当中的压力，施加到基坑的支护结构当中。
在水平方向荷载产生的作用下，使用该方式对于土和支护结构由于互相产生作用的情况下，导致的这部分内力以及形变问题进行计算，此方式主要是经过抵御作用力的系数，还有就是抵御作用力的系数产生的比例系数m、对基坑进行设计当中使用的m方式、基床系数R等这些参数，进行模拟[1]。
（三）有限元的方式这项方式包括了有限差分的方式、有限元强度折减的方式等。
预应力鱼腹梁钢支撑基于 Midas／GTS 软件的数值分析王凯【摘要】以杭州紫荆港基坑支护工程为例，结合该工程的地层岩性及水文地质概况，采用Midas／GTS数值模拟软件，对预应力鱼腹梁支护结构总的位移、轴力、弯矩计算结果进行了分析，得到了支撑体系在基坑开挖过程中各个杆件的强度及基坑变形情况。
%Taking the Hangzhou Zijing port foundation pit support engineering for example,combining with the engineering formation lithology and hydrology geology general situation,using Midas/GTS numerical simulation software,analyzed the total displacement,axial force,bending moment calculation results of pre-stressed fish-bellied beam steel support structure,gained the strength and foundation pit deformation situation of each bar of support system in foundation pit excavation process.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】3页(P77-78,79)【关键词】基坑;数值模拟;预应力;鱼腹梁;钢支撑;位移【作者】王凯【作者单位】上海强劲地基工程股份有限公司，上海 200233【正文语种】中文【中图分类】TU4631.1 工程概况杭州紫荆港基坑为近似四方形，南北方向长度为110 m，东西方向为145 m，基坑开挖深度为10.9 m，基坑周边环境较好，四周均为道路，距离基坑开挖边界线约10 m，道路下方埋设有相应管线，距离基坑开挖边界线约为13 m。
1.2 工程地质以及水文地质概况①层：杂填土。
人工堆积层，灰色、灰褐、灰黄等色，松散为主，上部段主要由块石、碎石、碎砖、混凝土块、陶瓷片、建筑碎渣等粗颗粒和粘性土细颗粒等物质组成；下部段主要由细颗粒粘性土含粗颗粒碎石碎砖物质组成；工程性能不稳定，整体属高压缩性土层。
②层：粉质粘土。
为第四系全新统上组冲海积沉积层（Q34）。
灰黄、褐黄色，软可塑为主，很湿～饱和，厚层状为主，粉量较高，含铁锰质斑点，干强度高，中等韧性，摇振反应无。
标准贯入试验实测锤击数N = 8击～9击，平均值N = 8击。
该层俗称“硬壳层”工程性能尚可，属中等压缩性土层。
③层：淤泥质粘土。
为全新统中组（Q24）海积相沉积层。
灰色，流塑，饱和，部分孔段夹淤泥，含水量高，厚层状，自稳性差，含腐殖物和有机质，干强度中等，中等韧性，摇振反应无，切面光滑，属高压缩性土层。
④层为上更新统上组（Q2-23）冲湖积相沉积层，俗称“第二硬土层”。
根据物质组成和土性差异将其划分为两个亚层（④-1层～④-2层）。
④-1层：粉质粘土。
灰黄、褐黄色，可塑～硬塑，很湿，厚层状，含铁锰质斑点，层底渐向粉土过渡，干强度高，高韧性，摇振反应无，切面光滑。
该层工程性能较好，属中等压缩性土层。
④-2层：粘质粉土。
灰黄、褐黄色，稍密，很湿，层状，由粉土夹薄层粘性土构成，含云母碎屑，含铁锰质斑点，干强度中等，低韧性，摇振反应慢，无光泽。
该层工程性能尚可，属中等压缩性土层。
⑤层：粘土。
上更新统上组（Q2-23）海积相沉积层，灰色，软塑，饱和，厚层状，含腐殖质，含有机质，干强度高，中等韧性，摇振反应无，切面光滑。
该层工程性能差，属高压缩性土层。
⑥层为上更新统下组（Q13）冲湖相沉积，俗称“第三硬土层”。
此层曾出露地表，经氧化、淋滤及失水固结形成的。
根据物质组成和土性差异将其划分为四个亚层（⑥-1层～⑥-4层）。
⑥-1层：粘土。
灰绿、灰黄、褐黄色，硬可塑，很湿，厚层状，含铁锰质斑点，干强度高，高韧性，摇振反应无，切面光滑。
主要土层的物理力学参数如表1所示。
根据基坑的开挖深度，基坑周边环境和土层的物理力学参数，基坑竖向围护采用双排桩的围护形式，前排桩采用H700×300× 13×24的型钢密插布置，插入深度10.7 m，后排桩采用H500× 200×10×16的型钢，水平间距2.0 m，插入深度7.7 m，前排桩均采用φ850六轴水泥土搅拌桩进行止水，后排桩采用φ650六轴水泥土搅拌桩进行加固，前后排桩中心间距3.25 m，连梁尺寸为C30 700×600。
水平支撑采用一道预应力鱼腹梁钢支撑，围檩为三拼H428×407×20×35型钢+C50 700×600钢筋混凝土腰梁，对角撑为H400×400×13×21型钢，典型剖面图详见图1。
根据同济启明星深基坑支挡结构设计计算软件可以算出在基坑开挖和换撑的整个过程中，支撑的支撑反力标准值最大值为464 kN/m，将该支撑反力作为下一步数值计算作用在支撑体系上的土压力。
3.1 数值计算方法简介Midas/GTS是大型通用有限元商业软件，主要针对岩土隧道领域结构分析所需要的功能直接开发的程序。
Midas提供了多样化的建模方式，强大分析功能，利用最新求解器获得最快的分析速度。
普通的结构分析软件不能施加预应力，本工程中对预应力鱼腹梁钢支撑体系支护模拟时需要施加预应力，故优选Midas/ GTS进行计算。
3.2 数值计算模型3.2.1 基本假设由于剖面计算已经得出了支撑处的支撑反力，故将水平支撑体系作为平面问题处理。
由于支撑体系要施加预应力，预应力的施加会激发竖向围护后面土体的被动土压力，故采用仅受压弹簧模拟被动土压力激发区域的土体。
作用在围檩上的土压力为剖面计算得出的支撑反力，按均布荷载考虑。
3.2.2 计算模型严格按照实际工程原型尺寸进行建模，其中围檩、腹杆采用梁单元，对撑、角撑、斜腹杆采用杆单元，钢绞线仅为受拉杆单元，大三角桁架由于刚度大，与单根H型钢相比，可考虑成一个刚域，故大三角桁架采用平面板单元。
C50 700×600钢筋混凝土腰梁简化为一拼H428×407×20×35型钢围檩。
建立好的支护结构模型如图2所示。
3.2.3 计算过程数值计算按照预应力鱼梁组合式钢支撑安装先后顺序分为三个工况进行模拟。
工况1：激活除钢绞线以外的支撑结构网格组，施加边界土压力弹簧，施加对撑、角撑预应力，对角撑的预应力值按照土压力标准值的80%施加；工况2：施加钢绞线预应力值，预应力值按照土压力标准值100%施加；对角撑预应力施加值如表2所示。
工况3：施加土压力荷载。
以上三个工况中，工况3为最不利工况，本部分主要对工况3的受力结果进行分析，以下所有内容均为工况3的计算结果。
计算结果显示预应力鱼腹梁支护结构总的位移、轴力、弯矩计算结果是：1）在鱼腹梁中部和大对撑、角撑位置处的围檩的位移较小，主要是由于施加预应力控制变形的结果，位移较大的区域为角撑之间的区域。
2）结构围檩与对撑、角撑均只受较大的压缩轴力，钢绞线只受拉伸轴力，其中鱼腹梁范围内的围檩所受的轴力要大于其他部分围檩轴力，原因是钢绞线张拉使鱼腹梁范围内的围檩受力偏大。
在土压力作用前后钢绞线的轴力没有发生变化，原因在于施加钢绞线预应力值是按照土压力作用时计算得到的钢绞线轴力值施加的，在土压力作用后，钢绞线轴力值并不会发生显著变化。
3）弯矩分布的规律是在对撑、角撑三角刚域角点与围檩连接点的弯矩值偏大。
4.1 位移分析如图3所示，基坑侧壁X方向位移最大值位于基坑的东南角，位移为31 mm，小于50 mm，位移满足规范要求。
如图4所示，基坑侧壁Y方向位移最大值位于基坑的东南角，位移为42.5 mm，小于50 mm，位移满足规范要求。
4.2 围檩强度分析如图5所示，基坑H428×407×20×35围檩轴力最大处位于基坑东侧鱼腹梁下，数值为25 462.5 kN，对角撑轴力最大为1 464.6 kN，位于对撑DC-01处。
如图6所示，基坑H428×407×20×35围檩弯矩最大处位于基坑西南侧鱼腹梁下，数值为7 456.7 kN·m。
4.2.1 围檩强度分析通过对计算结果的查询可以得出：围檩组合应力最大处，其轴力FN= 23 350.58 kN×1.375 =32 107.04 kN。
围檩弯矩：My= 4 381.58×1.375 =6 024.67 kN·m。
围檩强度验算：围檩强度满足规范要求。
4.2.2 对角撑强度分析通过对计算结果的查询可以得出：对角撑轴力最大2 179.39 kN，位于对撑DC-01处，对角撑进行验算时考虑0.02 m的初始偏心。
对撑强度验算：对撑强度满足规范要求。
从上述的数值分析结果可知：1）预应力鱼腹梁钢结构支撑体系作为支撑，基坑变形控制较好，能较好的保护基坑周边的环境；2）通过强度验算可知预应力鱼腹梁的围檩以及对角撑构件的强度满足要求，支撑效果好；3）通过Midas/GTS软件的运用能够较好的模拟施加预应力的过程，能为设计提供相应的参考。
【相关文献】［1］刘国彬，王卫东.基坑工程手册［M］.第2版.北京：中国建筑工业出版社，2009.［2］JGJ 120—2012，建筑基坑支护技术规程［S］.［3］连秀艳，张靖超.鱼腹梁式钢支撑在基坑工程中的应用情况［J］.山西建筑，2013，39（15）：67-68.［4］吕奇.IPS内支撑在深基坑工程中的应用［Z］.。
