悬臂法80 2x145 80m连续刚构桥MIDAS建模全过程，收藏练习~

80十2x145+80m预应力混凝土刚构连续梁，主梁为分离式单箱单室箱梁，箱梁顶横坡与路拱同坡，为2%，箱梁顶宽1458cm，底宽700cm，支点处梁高中心高度80cm，底板厚度I0cm，跨中梁高320.5cm，底板厚度36cm，刚构悬臂部分箱梁采用变截面。 

腹板厚度0号一11号节段采用80cm，12号~13号节段由80cm渐变至60cm，14号一22号节段采用60cm，边跨现浇23号段由60cm渐变至80cm。箱梁在薄壁墩顶及梁端均设置了横隔板。箱梁采用挂篮悬臂对称浇筑施工，边跨段采用支架现浇。全桥设置纵、横、竖三向预应力体系。 

悬臂法的施工顺序和施工阶段分析 

悬臂法施工阶段分析应该正确反应上面的施工顺序。施工阶段分析中各施工阶段的定义，在MIDAS/CIVIL里是通过激活和钝化结构群、边界群以及荷载群来实现的。下面将MIDAS/CIVIL中悬臂法桥梁施工阶段分析的步骤整理如下。 

设定操作环境 

定义构件材料 

定义时间依存材料 

收缩、徐变是混凝土的固有特性，并随时间的变化而变化。在用Midas/Civil开展桥梁施工分析或水化热分析时，需要在模型数据中定义混凝土收缩、徐变随材龄变化的时间依存特性。 

?1.定义时间依存性特性函数（包括收缩徐变函数，强度发展函数，一般国内的规范里面不考虑强度发展函数） 

?2.将定义的时间依存特性函数与相应的材料连接起来 

?3.修改时间依存材料特性值（对于连续刚构桥一般就是指修改构件的理论厚度） 

定义构件截面 

针对本例连续刚构桥上部结构可在AutoCAD画好截面，采用MIDAS中的截面特性计算器计算出截面的特性值，保存为SEC文件的形式后，再导入MIDAS中这种数值形式来定义截面，由主梁一般构造图和梁段几何参数表可在AutoCAD画出各梁段截面。

建立结构模型  

参照下图建立预应力箱型梁模型。将每个桥梁段看作一个梁单元，以零号块和桥墩的交点、桥墩和桥墩的中心距离为基准分割单元。

为操作简便，可参照上图将各节点坐标列在Excel表中，然后直接粘到Midas节点表格里即可。 

 在Midas中选择建立单元功能，可通过节点连接将上部结构各节点以及下部结构各节点连接起来。 

对于变截面区段梁，可利用之前计算好的截面特性（保存的Sec文件）导入数据，区分i、j端，将两个截面赋在各变截面梁段两端，然后利用Midas的拖放功能赋给相应单元即可。 

其他截面的截面钢筋信息可以参照“跨中”截面的截面钢筋数据输入，或者直接由“跨中”截面钢筋复制生成，具体输入方法如下——  

输入荷载

荷载是表示作用于结构上的主动力，如结构自重、节点荷载、梁单元荷载、支座位移、预应力、温度效应等。 

Midas/Civil将作用于结构上的所有荷载分别定义为一个专门的类型，如恒荷载（D）、铺装和设备荷载（DW）、活荷载（L、LL）、预应力（PS）

等，并用大写字母予以区别。一个荷载类型只能定义一个静力荷载工况。 

将荷载按不同的性质分别计算的组数称为荷载工况。荷载工况可以包含有多个荷载类型的任意组合，如在一荷载工况中可以同时有节点荷载、均布荷载等。一个荷载工况智能定义为一种荷载类型，如某荷载工况被定义为恒荷载后，不能再定义为活荷载；不同的荷载工况可以属于同一种荷载类型。 

结构在预应力荷载作用下的变形和内力称之为预应力效应。计算预应力效应应采用等效荷载法，即把预应力钢束和混凝土视为相互独立的脱离体，把预应力对混凝土的作用以等效荷载的形式代替。但实际上扣除预应力损失后，钢束的有效预应力沿预应力管道的分布是变化的，因此所谓的等效荷载法也是变化的。 

预应力效应计算的基本思路是：首先将难以用函数式表达的空间预应力束曲线转化为若干连续的空间折线段，这样可以方便求得预应力束与结构某截面的交点，进而将扣除预应力损失后的有效预应力等效为单元若干等分点上的集中荷载。 

输入预应力荷载分为：输入钢束特性值、编辑钢束形状、输入钢束预应力荷载3步。 

定义完钢束的形状后，再定义预应力钢束的张拉荷载（预应力钢束张拉荷载也可以在各施工阶段施加荷载）。 

温度梯度是 指沿梁高或板厚方向呈线性分布的温度差，因此仅适用于具有弯曲刚度的梁单元和板单元。对梁单元，需要输入沿单元局部坐标系y轴和z轴方向截面边缘间的距离和温度差；对于板单元，温度梯度可用板上、下面的温度差和板厚表示。 

输入移动荷载数据 

在桥梁设计时，需要沿着车辆荷载的移动路径，对车辆移动的全部过程进行结构分析，求出各位置的最大最小内力值，作为结构设计和结构验算的依据。Midas civil 程序进行桥梁结构分析时，首先需要定义移动荷载。 

定义施工阶段 

影响桥梁或成桥状态的主要因素是其施工过程中结构体系转换、架设方法的变更、施工临时荷载的作用。 

对于桥梁而言，中间及最终状态的应力和变形，与施工顺序和施工过程细节直接相关。施工过程中，需要临时支承、平衡重、瞬时位移及索拉力，来防止分段结构构件中局部应力过大，保证成桥的设计线形，且为成桥前桥梁的局部结构比成桥结构轻柔易弯，易受施工荷载的影响。因此，为了准确模拟桥梁的实际施工状况，需要定义施工阶段分析数据，以进行桥梁分析。 

在Midas/Civil中，结构体系的变更、边界条件的改变、施工荷载的增减是通过激活和钝化结构组、边界组、荷载组来实现的。 

查看分析结果 

上述方法只能逐一查看每种组合的反力值。在桥梁设计中，需要根据最大反力值选定支座，此时采用表格工具并结合Excel辅助计算功能，可以在众多荷载组合中找到制作节点的最大反力值 

可以利用 Midas/Civil的表格工具方便的查看预应力的相关信息用于设计和施工，如 ：

?“钢束坐标”可以输出每根钢筋的坐标方便施工放样；“钢束伸长量”可用于预应力张拉的伸长量控制； 

?“钢束重量”可用于预应力钢束工程数量的统计； 

?“预应力损失”和“钢束布置”可以查看每根预应力钢束在各施工阶段的预应力损失和有效预应力为设计时结构优化提供依据； 

其中“预应力损失”还可以图表的形式显示。 

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