迈达斯实例-某施工栈桥的设计

某施工栈桥的设计1.1主桥概况本桥为施工便桥。主桥为27+24m贝雷架连续梁桥,单车道，桥面宽度4m,上部采用2棉4片贝雷纵梁（加强双排单层，DSR）,2棉贝雷纵梁按距中心等间距布置，横向每3m间距采用10号槽钢加工支撑架连成整体;分配横梁采用27#型工字钢，贝雷梁与桥台顶部搭接1m,桥台顶宽2m，长6m。桥墩为贝雷片组装，墩高为12m;基础为扩大基础，为了保证贝雷梁的稳定性，墩基础预埋8块2cm厚钢板与贝雷片阳头焊接.图1-1主桥立面图1。2贝雷架桥面结构1、桁架及销子桁架结构由上下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成，弦杆焊有多块带圆孔的钢板:弦杆螺栓孔、支撑架孔；下弦杆两端钢板上有风构孔用以连接抗风拉杆,下弦杆设有4块横梁垫板，上有栓钉，以固定横梁位置。端竖杆有支撑架孔，为安装支撑架、斜撑与联板用。2、加强弦杆加强弦杆两端设有阴阳头，中部设有支撑架孔与弦杆螺栓孔.弦杆螺栓孔板反焊于杆件的一面，使连接加强弦杆与桁架的弦杆螺帽不致外露。每节桥梁在桁架后端竖杆上个装一对斜撑，桥头端柱上另加一根，斜撑与桁架和横梁的连接用斜撑螺栓。3、联板联板用撑架螺栓连在第二排与第一排桁架的端竖杆上，每节桁架前端竖杆上各设一块。4、支撑架支撑架是用撑架螺栓连接于第一排与第二排桁架之间，使成为一整体.5、抗风拉杆抗风拉杆两端各有一个销钉孔，并用链条系挂的销钉，利用销钉使抗风拉杆与桁架连接，杆中部设有连接夹，杆上还备有反向螺纹的松紧螺旋套，螺旋套一端附设销紧螺母。每格桥梁需用交叉设置两根抗风拉杆，承受垂直于桥梁任何一侧的风力。1.3技术标准和规范1.3.1技术标准1、公路等级：施工便桥2、桥梁单幅宽度：5O1m3、荷载标准车辆荷载等级：公路I级桥梁所在地区相对湿度：0.81.32设计规范(JTJ1-2(JTJ1-23)(JTJD60—24)(JTJ025-86)(JTJ041-20)(JTJ025—85)(GB517—23)《公路桥涵设计通用规范》《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》《公路桥涵施工技术规范》《公路桥涵地基与基础设计规范》《钢结构设计规范》1。4主要材料及设计荷载1。4.1主要材料及其参数1.4。1。1工字钢（16Mn）弹性模量E=2.10x105MPa剪切模量G=0。81X105MPa抗弯强度抗剪强度27#工字钢几何尺寸t=13.7mm r=10。5mmr=5.3mmh=270mmt=13.7mm r=10。5mmr=5.3mm理论质量：55。404Kg/mI=7110cm4W=508cm3I:S=24.6xxxx1。4。1。2槽钢（16Mn）弹性模量E=2。10x105MPa剪切模量G=0.81x105MPa抗弯强度抗剪强度10#槽钢几何尺寸h=1mmb=148mmd=5.3mmt=8。5mmr=8。5mmr^。2mm理论质量：10.7Kg/mIx=198cm4Wx=39。7cm3顼3。95cmI=25。6cm4W=7.80cm3i=1.41cm1.42设计荷载取值1。4。2。1恒载（1）一期恒载一期恒载包括主梁、横梁等材料重量。钢材容重为77KN/m3,主梁按实际断面计取重量.（2）二期恒载二期恒载为桥面板。1.4.2.2活载公路I级桥跨纵向折减系数：1。0人群荷载：不计荷载组合：恒载+汽车2模型建立设定操作环境1.首先建立新项目（新项目），以’栈桥计算°mcb'为名保存（保存）.文件/新项目文件/保存（栈桥计算）2。单位体系是使用KN（力），m（长度）.1）在新项目选择工具〉单位体系2）长度选择‘m’，力（质量）选择‘KN’3）点击定义材料使用Civil数据库中内含的材料来定义材料。1）点击模型，材料和载面特性2）点击材料（参考图1）3）点击4）确认一般的材料号为‘1’（参考图2）5）在类型栏中选择‘钢材'6）在钢材的规范栏中选择‘GB03（S）’7）在数据库中选择‘16Mn’8）点击9）用“用户自定义”的方法定义虚拟梁的材料。（见图3）参考图1参考图2参考图3定义截面1）模型/材料和截面特性/截面/添加2）数据库/用户3）截面形状〉工字形截面（参考图4）4）采用用户定义方式5）截面名称〉斜竖杆6）根据截面形式输入数据7）偏心〉中心8）点适用，同样可用midas/civil中自带的数据库定义“支撑架”截面（参考图5）,用“数值”方法输入“虚拟梁”截面（参考图6）。［参考图4参考图5参考图6输入节点和单元本例节点和单元采用导入AUTOCAD的DXF文件来生成1）首先在AUTOCAD中绘制挂篮框架模形，取型钢几何中心为轴线，根据尺寸画出模型如下图所示。图7在CAD中绘制模型框架在CAD中给制的直线段导入后就是一个单元，直线段的两端点即为模型的节点。为了方便画图，在CAD中绘制时可不必细分单元，只需把每根杆件的始、终点，及交点处分割即可。导入模型后再细划分单元。值得说明的是在绘制时可将不同材制及不同截面的杆件绘制在不同的图层，这样导入时方便赋予材料及截面形式。2）在MIDAS/CIVIL里点文件〉导入〉AUTOCADDXF文件。注意，在导入时根据不同的材料及截面选取不同的图层分别输入（参考图8）。参考图8注：由于按照原结构建立模型，无法在结构上定义桥面系荷载以及车道荷载，故现在建立一虚拟梁，虚拟梁专为后期定义桥面荷载以及定义车道设置。输入边界条件输入模型支撑条件MIDAS/Civil是三维空间结构分析程序，故每个节点有6个自由度（Dx，Dy，Dz，Rx,Ry,Rz）.以吊杆顶端铰接为例，只限制X、Y、Z方向的线位移即可.1）选择要加边界条件的节点2）模型>边界条件>一般支承3）Dx，Dy,Dz处点选4）适用.并用相同的方法加其它边界条件.（参考图9）参考图9结构空间模型图设置弹性连接在支撑位置设置弹性连接，1）点击模型〉边界条件〉弹性连接2）选择需要施加连接的节点3）选择施加连接的组4）选择连接类型5）输入所施加的连接的约束值（参考图10）参考图10释放梁端约束由于本结构为桁架，故需对桁架间释放y、z方向梁端弯矩1）点击模型〉边界条件〉释放梁端约束2）选择需要释放梁端约束的单元3）选择施加连接的组4）选择释放约束位置，自由度等（参考图11）参考图11设置刚性连接桁架上下弦为两个工字钢连接而成，故为使之共同受力采用设置刚性连接使之结合为一个截面1）点击模型〉边界条件＞刚性连接2）输入设置刚性连接的主节点号3）选择施加连接的自由度4）选择从节点（参考图12）参考图12输入静力荷载桥面荷载1）点击荷载〉梁单元荷载2）定义荷载组及荷载工况名称3）选择施加荷载的单元4）选择荷载集度（参考图13）5）相同的方法定义自重等其他荷载参考图13输入移动荷载车道荷载1）菜单〉移动荷载分析〉（参考图14）2）定义移动荷载规范（参考图15）3）定义车道（参考图16）4）定义车辆（参考图17）5）定义移动荷载工况（参考图18、参考图19）参考图14参考图15参参考图17参考图18参考图19注：1、虚拟梁专为定义桥面荷载以及车辆荷载而定义,往往梁格体系模型需建立一个虚拟梁从而利用其定义荷载；2、车辆荷载分布选择时，有横向联系梁的结构选择“横向联系梁”反之则选择车到单元；3、"