MIDAS-连续梁桥建模

本文该过程是将三垮桥的运营状态进行有限元分析，下面介绍了本人在对模型模拟的主要步骤，若中间出现的错误，请读者朋友们指出修改。 注：“，”表示下一个过程 “（）”该过程中需做的内容 一．结构

1.单元及节点建立的主桁： 因为桥面具有一定纵坡，故将《桥跨布置》图的桥面

线复制到《节段划分》图对应桥跨位置，然后进行单元划分，将该线段存入新的图层，以便下步导入，将文件保存为.dxf格式文件。

2.打开midas运行程序，将程序里的单位设置成《节段划分》图的单位，这里为cm。导入上步的.dxf文件。将节点表格中的z坐标与y坐标交换位置（midas中的z与cad中的y对应）。结构建立完成。模型如图：

二．特性值

1.材料的定义：在特性里面定义C50的混凝土及Strand1860(添加预应力钢筋使用) 2.截面的赋予：

1).在《截面尺寸》和《预应力束锚固》图里，做出截面轮廓文件，保存为.dxf文件

2).运行midas，工具，截面特性计算器，统一单位cm。导入上步的.dxf文件 先后运行generate，calculate property，保存文件为.sec文件，截面文件完成 3)运行midas，特性，截面，添加，psc，导入.sec文件。根据图例，将各项特性值填入;验算扭转厚度为截面腹板之和；剪切验算，勾选自动；偏心，中上部 4)变截面的添加：进入添加截面界面，变截面，对应单元导入i端和j端（i为左，j为右）；偏心，中上部；命名(注：各个截面的截面号不能相同)

5）变截面赋予单元：进入模型窗口，将做好的变截面拖给对应的单元。 注：1.建模资料所给的《预应力束锚固图》的 0-0和14-14截面与《节段划分》图有出入，这里采用《截面尺寸》做这两个截面，其余截面按照《预应力束锚固图》做

2.定义材料先定义混凝土，程序自动将C50赋予所建单元（C50是定义的第一个材料，程序将自动赋予给所建单元）

三．边界条件

1.打开《断面》图，根据I、II断面可知，支座设置位置。根据途中所给数据，在模型窗口中建立支座节点（12点）

2.点击节点，输入对应坐标，建立12个支座节点

3.建立弹性连接：模型，边界条件，弹性连接，连接类型（刚性），两点（分别点击支座点与桥面节点） 共12个弹性连接

4.边界约束：中间桥墩，约束Dx,Dz；Dx，Dy，Dz；Dx,Dz,

两边桥墩，约束Rx，Dz；Rx，Dy，Dz；Rx，Dz 如表

节点 2 3 5 20 21 23 49 50 52 67 68 70

四．添加预应力钢筋

1.定义钢束特性：打开《预应力筋布置及材料表》、《预应力束几何要素》。荷载，预应力荷载，钢束特性值，根据材料表中钢筋的规格及根数填入相关数据（松弛系数：0.3；导管直径：10cm）

2.钢束布置形状：荷载，预应力荷载，钢束布置形状，以T1为例：

Dx 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 Dy 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 Dz 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Rx 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Ry 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Rz 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1）打开《预应力束几何要素》，建立以中心点为原点的局部坐标系，为方便，在excel里建立好关键点的坐标，

2）钢束布置形状（钢束特性值：钢束1；分配给单元：15to18；输入类型：3-D；标准钢束：6束；无应力场长度：自动计算；布置形状：将建好的局部坐标复制在表格中，生成对称钢束；钢束布置插入点：在模型窗口拾取对应点）如图

五．静力荷载

1.荷载命名：荷载，静力荷载工况（名称：结构自重；类型：恒荷载，

名称：桥面铺装层；类型：恒荷载， 名称：钢筋张拉值；类型：预应力， 名称：整体升温；类型：温度荷载， 名称：整体降温；类型：温度荷载， 名称：正温梯；类型：温度梯度， 名称：负温梯；类型：温度梯度， 名称：横隔板；类型：恒荷载） 如图

2.自重：荷载，自重（自重系数，z：-1.04，添加）

3.桥面铺装层：荷载，梁单元荷载（荷载工况名称：桥面铺装层，(数值：x1:0,x2:1,w:-25.92kn/m)）,全选，适用

4.钢筋张拉值：荷载，预应力荷载，钢束预应力荷载（荷载工况名称：钢筋张拉值，将预应力钢束除TK外拖入到已选钢束栏目里，张拉力：应力、两端张拉、1395N/mm2,注浆：0），添加，如表

荷载工况 钢筋张拉值 钢筋张拉值 钢筋张拉值 钢筋张拉值 钢筋张拉值 钢筋张张拉类型 应力 应力 应力 应力 应力 应力 张拉位置 两端 两端 两端 两端 两端 两端 结束点应力开始点应力（KN/CM2） （KN/CM2） 1395000 1395000 1395000 1395000 1395000 1395000 1395000 1395000 1395000 1395000 1395000 1395000 钢束名称 B1 N1 N1' T1 T1' W1

W1'

拉值 钢筋张拉值 应力 两端 1395000 1395000 5. 整体升温：荷载，温度荷载，系统温度（荷载工况名称：整体升温；最终温度：30；添加）

6整体降温：荷载，温度荷载，系统温度（荷载工况名称：整体降温；最终温度：-20；添加）

7.正温梯：荷载，温度荷载，梁截面温度（荷载工况名称：正温梯，

参考位置：+边（顶），填入相应的B、H1、T1、H2、T2） 全选，适用。如图：

8负温梯：荷载，温度荷载，梁截面温度（荷载工况名称：负温梯， 参考位置：+边（顶），填入相应的B、H1、T1、H2、T2） 全选，适用 9.横隔板：荷载，节点荷载（荷载工况名称：横隔板，FZ:-311.8KN），选中横隔板节点位置，适用。如图

六.移动荷载分析

1.荷载，移动荷载分析数据，移动荷载规范

2. 车辆荷载：荷载，移动荷载分析数据，车辆（添加标准车辆），规范名称：公路工程技术标准，车辆荷载类型：CH-CD，确认

3.人群荷载：荷载，移动荷载分析数据，车辆（添加标准车辆），规范名称：公路工程技术标准，车辆荷载类型：CH-RQ，确认

4.车道添加：以车道1为例，荷载，移动荷载分析数据，车道（添加），（名称：cd1，偏心距离：-280cm，桥梁跨度：18332cm，选择，全选，添加），确认

5. 荷载，移动荷载分析数据，移动荷载工况（添加），（荷载工况名称：移动荷载，组合选项：单独，添加（车辆组：CH-CD，系数：1，加载最少车道数和加载最多车道数：2，将车道拖入选择车道栏目里，适用），

添加（车辆组：CH-CD，系数：0.78，加载最少车道数和加载最多车道数：3，将车道拖入选择车道栏目里，适用），

添加（车辆组：CH-RQ，系数：1，加载最少车道数和加载最多车道数：1，将车道拖入选择车道栏目里，适用）） 如图：（两车道的操作）

七．支座沉降分析

1.支座沉降量：荷载，支座沉降分析数据， 支座沉降组（组名称：1沉降量：1cm，节点：1桥墩的3支座节点，如图：

组名称：2沉降量：1cm，节点：2桥墩的3支座节点

组名称：3沉降量：1cm，节点：3桥墩的3支座节点

组名称：4沉降量：1cm，节点：4桥墩的3支座节点），添加

2.支座荷载工况：荷载，支座沉降分析数据，支座沉降荷载工况（荷载工况名称：支座沉降，选择沉降组：4组全选，Smin：1，Smax：3），添加

八.分析控制数据

1.将荷载转化为质量：模型，质量，将荷载转化为质量（添加桥面铺装层、钢筋张拉值、横隔板），确认 如右图：

2.将自重转化为质量：模型，结构类型（按集中质量转化）确认如图：

2.特性值分析控制：分析，特性值分析控制（振型数量：50），确认。 3.运行

4.查看质量参与值：结果，周期与振型（点击自振模态右的三点），查看模型参与质量，尽可能多的让模型参与

若参与量较少，将第2步的振型数量加大，来满足要求（本人取到150次）

5.查看频率值：结果，周期与振型（显示类型，图例，适用），查看频率：1.331919

6.完成移动荷载分析：分析，移动荷载分析控制（计算位置：板和杆系单元，内力（中心+节点）、应力

规范类型：JTG D60-2004，fHZ1.331919），确认 九．荷载组合

结果，荷载组合，混凝土设计，自动生成

十．分析结果 对结构荷载进行组合 1）1.在组合CLCB44

（弹性阶段应力验算组合: 1.0D+1.0PS+1.0SM[1]+1.0M+1.0T[2]+1.0TPG[2]）作用下，如图：

2.结构最大反力

如图可知，结构最大反力在结构支座处，符合实际情况，在施工阶段应注意支座的承载力 3.结构内力 ①轴力

②剪力 Z向

如图可知，剪力最大值分布在桥墩位置。 ③弯矩

最大弯矩在跨中位置，注意跨中的设计弯矩抵抗值