Midascivil电算程序培训讲义案例(大跨度桥梁临时支架计算).pdf

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 197m 北侧南侧 103m100m100m 128m341.9m 主1(8)主2(7) 主3(6) 主4(5) 临时墩 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midasmidas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。

以下以边墩支架为例建立midas整体模型 2 3 1-1 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1 400 ，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，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1 2m 单元细分路径： 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? 。