迈达斯实例标准施工栈桥的设计.docx
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迈达斯实例标准施工栈桥的设计
某施工栈桥设计
1.1主桥概况
本桥为施工便桥。
主桥为27+24m贝雷架持续梁桥,单车道,桥面宽度4m,上部采用2榀4片贝雷纵梁(加强双排单层,DSR),2榀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;分派横梁采用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;基本为扩大基本,为了保证贝雷梁稳定性,墩基本预埋8块2cm厚钢板与贝雷片阳头焊接。
图1-1主桥立面图
1.2贝雷架桥面构造
1、桁架及销子
桁架构造由上下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成,弦杆焊有多块带圆孔钢板:
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一面,使连接加强弦杆与桁架弦杆螺帽不致外露。
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种销钉孔,并用链条系挂销钉,运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立两根抗风拉杆,承受垂直于桥梁任何一侧风力。
1.3技术原则和规范
1.3.1技术原则
1、公路级别:
施工便桥
2、桥梁单幅宽度:
5.1m
3、荷载原则
车辆荷载级别:
公路I级
桥梁所在地区相对湿度:
0.8
1.3.2设计规范
《公路工程技术原则》(JTJ001—)
《公路桥涵设计通用规范》(JTJD60—)
《公路桥涵钢构造及木构造设计规范》(JTJ025—86)
《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—)
《公路桥涵地基与基本设计规范》(JTJ025—85)
《钢构造设计规范》(GB50017—)
1.4重要材料及设计荷载
1.4.1重要材料及其参数
1.4.1.1工字钢(16Mn)
弹性模量E=2.10×105MPa
剪切模量G=0.81×105MPa
抗弯强度
抗剪强度
27#工字钢几何尺寸
h=270mmb=122mmd=8.5mmt=13.7mmr=10.5mmr1=5.3mm
理论质量:
55.404Kg/m
Ix=7110cm4Wx=508cm3Ix:
Sx=24.6
1.4.1.2槽钢(16Mn)
弹性模量E=2.10×105MPa
剪切模量G=0.81×105MPa
抗弯强度
抗剪强度
10#槽钢几何尺寸
h=100mmb=148mmd=5.3mmt=8.5mmr=8.5mmr1=4.2mm
理论质量:
10.007Kg/m
Ix=198cm4Wx=39.7cm3ix=3.95cm
Iy=25.6cm4Wy=7.80cm3iy=1.41cm
1.4.2设计荷载取值
1.4.2.1恒载
(1)一期恒载
一期恒载涉及主梁、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
1.一方面建立新项目(
新项目),以‘栈桥计算.mcb’为名保存(
保存)。
文献/
新项目
文献/
保存(栈桥计算)
2.单位体系是使用KN(力),m(长度)。
1)在新项目选取工具>单位体系
2)长度选取‘m’,力(质量)选取‘KN’
3)点击
●定义材料
使用Civil数据库中内含材料来定义材料。
1)点击模型,材料和载面特性
2)点击
材料(参照图1)
3)点击
4)确认普通材料号为‘1’(参照图2)
5)在类型栏中选取‘钢材’
6)在钢材规范栏中选取‘GB03(S)’
7)在数据库中选取‘16Mn’
8)点击
9)用“顾客自定义”办法定义虚拟梁材料。
(见图3)
参照图1参照图2
参照图3
●定义截面
1)模型/材料和截面特性/
截面/添加
2)数据库/顾客
3)截面形状>工字形截面(参照图4)
4)采用顾客定义方式
5)截面名称>斜竖杆
6)依照截面形式输入数据
7)偏心>中心
8)点合用,同样可用midas/civil中自带数据库定义“支撑架”截面(参照图5),用“数值”办法输入“虚拟梁”截面(参照图6)。
参照图4参照图5参照图6
●输入节点和单元
本例节点和单元采用导入AUTOCADDXF文献来生成
1)一方面在AUTOCAD中绘制挂篮框架模形,取型钢几何中心为轴线,依照尺寸画出模型如下图所示。
图7在CAD中绘制模型框架
在CAD中给制直线段导入后就是一种单元,直线段两端点即为模型节点。
为了以便画图,在CAD中绘制时可不必细分单元,只需把每根杆件始、终点,及交点处分割即可。
导入模型后再细划分单元。
值得阐明是在绘制时可将不同材制及不同截面杆件绘制在不同图层,这样导入时以便赋予材料及截面形式。
2)在MIDAS/CIVIL里点文献>导入>AUTOCADDXF文献。
注意,在导入时依照不同材料及截面选用不同图层分别输入(参照图8)。
参照图8
注:
由于按照原构造建立模型,无法在构造上定义桥面系荷载以及车道荷载,故当前建立一虚拟梁,虚拟梁专为后期定义桥面荷载以及定义车道设立。
●输入边界条件
输入模型支撑条件
MIDAS/Civil是三维空间构造分析程序,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方向线位移即可。
1)选取要加边界条件节点
2)模型>边界条件>普通支承
3)Dx,Dy,Dz处点选
4)合用。
并用相似办法加其他边界条件。
(参照图9)
参照图9构造空间模型图
设立弹性连接
在支撑位置设立弹性连接,
1)点击模型>边界条件>弹性连接
2)选取需要施加连接节点
3)选取施加连接组
4)选取连接类型
5)输入所施加连接约束值(参照图10)
参照图10
释放梁端约束
由于本构造为桁架,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)选取需要释放梁端约束单元
3)选取施加连接组
4)选取释放约束位置,自由度等(参照图11)
参照图11
设立刚性连接
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立刚性连接使之结合为一种截面
1)点击模型>边界条件>刚性连接
2)输入设立刚性连接主节点号
3)选取施加连接自由度
4)选取从节点(参照图12)
参照图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)选取施加荷载单元
4)选取荷载集度(参照图13)
5)相似办法定义自重等其她荷载
参照图13
●输入移动荷载
车道荷载
1)菜单>移动荷载分析>(参照图14)
2)定义移动荷载规范(参照图15)
3)定义车道(参照图16)
4)定义车辆(参照图17)
5)定义移动荷载工况(参照图18、参照图19)
参照图14参照图15
参照图16参照图17
参照图18参照图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种虚拟梁从而运用其定义荷载;
2、车辆荷载分布选取时,有横向联系梁构造选取“横向联系梁”反之则选取车到单元;
3、“组”在MIDAS/CIVIL中是个很重要概念,在建立模型、定义荷载、定义边界条件是都要定义,定义其目是为背面定义施工阶段时激活所相应构造、边界、荷载而考虑。
●定义施工阶段
荷载>施工阶段分析数据>定义施工阶段(参照图20)
参照图20
●后解决
后解决查看方式参见《预应力砼持续梁》示例
全局杆件轴向应力图
局部杆件轴向应力图
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