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1、Midas Civil 电算程序培训讲义 案例一：大跨度桥梁临时支架计算,中交二航局四分公司安徽芜湖 东南大学 江苏南京 2008年11月10日,中交二航局四分公司电算培训,大跨度桥梁临时支架的作用,在大跨度斜拉桥悬臂施工中，临时支架所起的作用与施工组织方式直接相关，主要分以下两种情况： 边跨采用大块梁段吊装或支架上直接组拼，使双悬臂长度较小或没有双悬臂施工。 主跨为1088米的苏通大桥的边跨采用临时搁置墩进行大节段钢箱安装，使双悬臂减小到150米左右，并进行了边跨合龙 。,提供梁段安装平台,苏通大桥,大跨度桥梁临时支架的作用,对于大跨度斜拉桥，当双悬臂达到一定长度，如果出现落梁、地震及不对称
2、横桥强风等荷载时，由于悬臂较大，将对塔、梁产生巨大的倾覆力矩，塔梁容易受损，在施工控制中需要在边跨（或中跨）不影响通航范围内的适当位置设置安全措施临时支架，当主梁架设到此位置时，将主梁与临时墩进行竖向和横向的锚固。,提供梁段安装平台,提高悬臂施工稳定性,南京长江三桥,上海长江大桥临时支架midas实例,1.工程概况 2.模型建立 材料属性 截面特性 节点与单元 边界条件 3.静力荷载工况分析 4.屈曲分析 5.结果查看及验算 支架强度及刚度验算 支架整体及构件稳定验算 连接件强度验算,工 程 概 况,上海长江大桥主桥工程支架系统主要有0#块支架、临时墩支架、辅助墩支架以及边墩支架。 以下以边墩
3、支架为例建立midas整体模型。,边墩支架,工 程 概 况,边墩模型如右所示 支架多由钢管焊接而成，在模型中可以采用梁单元模拟。 支架通过预埋件与桥墩连接，在模型中将其模拟成固定边界条件。 支架由立柱、横向联系梁、附墙梁、剪刀撑以及轨道梁组成（位置如右所示），该桥边墩支架所有组成部分均采用Q235钢材 支架高约44m，宽约32m，具体尺寸见施工图。,立柱,横向联系梁,附墙梁,剪刀撑,轨道梁,工 程 概 况,模型荷载 为简化考虑，模型仅考虑自重及支架顶梁段重量。 虽然支架属于临时结构，但需要保证其具有一定的安全性及适用性，支架需要验算的内容包括以下几个方面： 支架强度及刚度验算 支架整体及构件稳
4、定验算 连接件强度验算 验算限值的取用 强度要求：参考公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86） ，轴向容许应力取140Mpa，弯曲容许应力取145Mpa。 刚度要求：支架受载后挠曲的杆件，其弹性挠度为相应结构跨度的1400 ，见公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）,模 型 建 立,输入材料属性 路径：模型材料和截面特性材料 在设计类型中选择钢材 在钢材中选择规范，并在数据库中选择钢材类型。 GB03代表钢结构设计规范 GB 50017-2003 该模型中选择钢材为Q235,1,2,模 型 建 立,输入截面特性 路径：模型材料和截面特性截面。 截面数据输入框中有多种输入方式
5、，这里采用数据库/用户。 采用用户输入方式，这里输入支架立柱截面，依次方法再定义其他截面。,数据库/用户选择框,1,2,3,模 型 建 立,节点及单元的建立 在单元和节点建立之前，先要明确一下midas中的坐标系规定,Midas常用坐标系,整体坐标系,单元坐标系,j,i,坐标系方向满足右手定则,模 型 建 立,节点及单元的建立 路径：模型节点（单元）建立。,节点坐标输入,选择材料及截面,由已建节点连接单元,1,2,3,模 型 建 立,节点及单元的建立 最初只需关键节点与单元，然后细分单元，细分单元可以提高计算精度。 但注意单元过细将增加不必要的计算量，该模型单元长度在12m。 单元细分路径：
6、模型单元分割,选择单元类型,1,选择分割方式,2,模 型 建 立,边界条件的建立 路径：模型边界条件 一般支承 该模型边界条件如右所示,选择需要约束的自由度,静 荷 载 工 况 分 析,该模型荷载考虑自重和支架顶部梁段重量 输入荷载之前，需要先定义静荷载工况， 路径：荷载静荷载工况 midas中提供了多种荷载类型，具体区别参见帮助,点击添加静荷载工况,静 荷 载 工 况 分 析,荷载定义 路径：荷载自重 模型自重程序会自动通过截面及材料容重计算，只需添加自重作用方向 支架顶部梁段重量，可以采用节点荷载定义 注意：为了方便定义节点荷载，在节点建立阶段需要在荷载作用位置建立节点,自重作用方向,输入
7、荷载量值,选择荷载工况名称,屈 曲 分 析,对结构进行屈曲分析 路径：分析屈曲分析控制 不同屈曲模态对应不同屈曲模态特征值，一般第1阶屈曲模态特征值最小，控制结构整体稳定性 屈曲荷载一般将自重设置成常量 进行模型计算 路径：分析运行分析,输入分析屈曲模态数,1,输入分析荷载组合,2,结 果 查 看 及 分 析,在对结构进行验算前，需要先定义荷载组合 ，该模型组合简单采用自重支架顶部梁段,输入荷载组合名称及类型,1,给荷载组合添加荷载工况及组合系数,2,在这里还可以依据相应规范自动生成荷载组合,结 果 查 看 及 分 析,查看应力路径：结果应力梁单元应力图,1,选择荷载组合,2,查看组合应力（轴
8、力弯矩）最大值,最大拉压应力都发生支架与桥墩连接处，最大拉应力130.6Mpa，最大压应力为93.4Mpa,小于规范规定的容许应力（145Mpa，因为单纯弯矩产生应力大于轴向力）,结 果 查 看 及 分 析,查看位移路径：结果位移位移形状,1,选择荷载组合,2,查看位移,横梁处最大位移为11mm，小于规范规定的55.4mm（L/400，对应L22.15m）,结 果 查 看 及 分 析,查看整体稳定路径：结果屈曲模态 整体稳定验算：屈曲分析的1到5阶失稳临界荷载系数分别为：97.1、98.13、102.7、103.1、106.1。 其一阶失稳模态如左所示。,结 果 查 看 及 分 析,构件稳定性及连接件强度验算可以通过提取对应内力，结合规范进行计算，这里不再详述计算过程。 内力查看：结果内力梁单元内力图 支架弯矩图如右所示 注意：内力是基于单元局部坐标系而非整体坐标系,1,选择荷载组合,选择显示内力,2,结 果 查 看 及 分 析,可以以将计算结果以文本的形式输出（路径：结果输出文本结果）,选择已定义的荷载组合,点击设定梁单元输出结果,点击后面块体设定位移、反力输出结果,Thank you!,有问题吗?,
