1、 北京迈达斯技术有限公司栈桥分析 目 录 栈桥分析 1 1、工程概况 1 2、定义材料和截面 2 定义钢材的材料特性 2 定义截面 2 3、建模 4 建立第一片贝雷片 4 建立其余的贝雷片 8 建立支撑架 9 建立分配梁 12 4、添加边界 17 添加弹性连接 17 添加一般连接 19 释放梁端约束 22 5、输入荷载 22 添加荷载工况 22 6、输入移动荷载分析数据 23 定义横向联系梁组 23 定义移动荷载分析数据 23 输入车辆荷载 24 移动荷载分析控制 26 7、运行结构分析 27 8、查看结果 27 生成荷载组合 27 查看位移 28 查看轴力 29 利用结果表格查看应力 30
2、1 栈桥分析 1、工程概况 一座用贝雷片搭建的施工栈桥，跨径 15m（ 5 片贝雷片） ，支承条件为简支，桥面宽 6米。设计荷载汽 20，验算荷载挂 50。贝雷片的横向布置为 5 90cm，共 6 片主梁，在贝雷片主梁上布置 I20a 分配梁，位置作用于贝雷片上弦杆的每个节点处，间距约 75cm。如下图所示： 贝雷片参数：材料 16Mn； 弦杆 2I10a 槽钢（ C 100x48x5.3/8.5，间距 8cm） ，腹杆I8(h=80mm,b=50mm, tf=4.5mm ,tw=6.5mm)。贝雷片的连接为销接。 图 1 贝雷片计算图示（单位： mm） 支撑架参数：材料 A3 钢，截面 L6
3、3X4。 分配横梁参数：材料 A3 钢，截面 I20a，长度 6m。 2 建模要点：贝雷片主梁用梁单元，销接释放绕梁端 y-y 轴的旋转自由度；支撑架用桁架单元；分配横梁用梁单元，与贝雷主梁的连接采用节点弹性连接（仅连接平动自由度，旋转自由度不连接） ；车道布置一个车道，居中布置。 2、定义材料和截面 定义钢材的材料特性 模型 / 材料和截面特性 / 材料 /添加 材料号： 1 类型 钢材； 规范： JTJ(S) 数据库 16Mn （适用） 材料号： 2 类型 钢材； 规范： JTJ(S) 数据库 A3 确认 定义截面 注： midas/Civil 的截面库中含有丰富的型钢截面，同时还拥有强大
4、的截面自定义功能。 模型 / 材料和截面特性 / 截面 /添加 数据库 /用户 截面号 1； 名称： （弦杆） 截面类型： （双槽钢截面） 选择用户定义，数据库名称（ GB-YB） ； 截面名称： C 100x48x5.3/8.5 C： （ 80mm） 点击适用 3 截面号 2； 名称： （腹杆） 截面类型： （工字形截面） 选择用户定义 H： （ 80mm） B1： （ 50mm） tw： （ 6.5mm） tf1： （ 4.5mm） 点击适用 截面号 3； 名称： （支撑架） 截面类型： （角钢） 数据库： （ GB-YB） 截面： （ L 63x4）点击适用 截面号 4； 名称： （分配
5、梁） 截面类型： （工字形截面） 数据库： （ GB-YB） 截面： （ I 200x100x7/11.4） 偏心： （中上部） 4 3、建模 注：对于直线单元，使用 midas Civil 特有的扩展功能可以快速地建立模型。另，对于钢结构，要善于使用扩展、移动和复制、旋转等功能快速建模。 建立第一片贝雷片 生成上下弦杆 模型 节点 建立节点 坐标（ 0， 0， 0） 模型 单元 扩展单元 全选 扩展类型 节点 -线单元 单元类型 梁单元；材料 1:16Mn； 截面 1：弦杆 生成形式 复制和移动 复制和移动 任意间距：方向（ x） 间距（ 90， 4705， 90） mm 5 模型 单元 复
6、制和移动 全选 形式 复制 等间距 dx,dy,dz（ 0， 0， 1400） mm 复制次数 （ 1） 6 生成竖杆 模型 单元 扩展单元 选择节点 2 扩展类型 节点 -线单元 单元类型 梁单元； 材料 1:16Mn； 截面 2：腹杆 复制和移动 等间距 dx,dy,dz（ 0， 0， 700） mm 复制次数 （ 2） 模型 单元 复制和移动 选择最新建立的个体 形式 复制 等间距 dx,dy,dz（ 1410， 0， 0） mm 复制次数 （ 2） 7 生成斜杆 模型 单元 建立 单元类型 一般梁 /变截面梁； 材料 1:16Mn； 截面 2：腹杆 节点连接：依次连接节点（ 15， 1
7、0） ， （ 10， 16） ， （ 16， 3） ， （ 3， 15） （ 16， 12） ， （ 12， 17） ， （ 17， 5） ， （ 5， 16） 生成斜杆（如图所示） 8 建立其余的贝雷片 模型 单元 复制和移动 全选 形式 复制 等间距 dx,dy,dz（ 3000， 0， 0） mm 复制次数 （ 4） （生成 1根贝雷片主梁） 模型 单元 复制和移动 全选 形式 复制 等间距 dx,dy,dz（ 0， 900， 0） mm 复制次数 （ 5） （生成另外 5根贝雷片主梁） 9 建立支撑架 建立一联支撑架 点击图标菜单平面选择 ，选择 yz平面， x坐标处输入 0适用，或用
8、鼠标在图形窗口中点击 x=0的任意一个节点，则 x=0这个平面被选择，点击图标菜单激活 ，则在窗口仅显示刚刚选择的 x=0平面内的节点和单元。 10 转换视图为侧视图 ，如下图所示，依次连接节点，生成两片主梁间的支撑架 模型 单元 建立 单元类型 桁架单元； 材料 2:A3； 截面 3：支撑架 模型 单元 复制和移动 11 选择刚才生成的支撑架单元 形式 复制 等间距 dx,dy,dz（ 0， 900， 0） mm 复制次数 （ 4） 模型 检查结构数据 检查并删除重复输入的单元（删除刚才支撑架复制重叠的单元） 注：对于钢结构模型，由于单元较多，容易生成重复单元。因此，建完模型后，建议使用检查
9、功能，删除重叠的单元，以确保分析的正确性。 （其他结构的分析也建议在分析前执行检查的操作） 建立其余的支撑架 全部激活所有单元 在树形菜单鼠标左键双击截面 3:支撑架，则刚刚建立的支撑架单元被选择 12 模型 单元 复制和移动 形式 复制 等间距 dx,dy,dz（ 3000， 0， 0） mm 复制次数 （ 5） 建立分配梁 13 切换到正面视图，窗口选择 x=0的构件，然后激活 模型 节点 复制和移动 选择节点 8 形式 复制 等间距 dx,dy,dz（ 0， -750， 200） mm 复制次数 （ 1） 模型 单元 扩展单元 选择最新建立的个体 （快速选中刚才生成的节点） 扩展类型 节
10、点 -线单元 单元类型 梁单元； 材料 2:A3； 截面 4：分配梁 复制和移动 任意间距：方向（ y） 间距（ 750， 5900， 750） mm （生成第一根分配梁） 14 使用选择新建项目 选择刚才生成的分配梁 模型 单元 复制和移动 （使用复制功能建立余下的分配梁） 形式 复制 任意间距：方向（ x） 间距（ 795， 3705， 885， 3705， 885， 3705， 885， 3705， 885， 3705） mm 15 建立桥面板 利用分配梁单元建立桥面板，选择分配梁并激活（可以使用平面选择功能选择 z=1.6m 平面） 桥面板为钢板，厚度 4cm，材料为 A3 钢。使用板
11、单元模拟桥面板，首先要定义板单元的厚度参数。 模型 材料和截面特性 厚度 添加：厚度号（ 1） ，面内面外厚度（ 0.04m） ， 板偏心（数值， z=-0.02m） 16 建立桥面板单元，切换到顶面视图 模型 单元 建立 单元类型 板单元， 4节点，厚板，交叉分割：节点（开） 节点连接（ 470,630,623,463） 以上操作如下图所示 17 全部激活所有单元，消隐显示如下图 4、添加边界 添加弹性连接 使用平面选择 和激活功能 激活 x=0平面的单元和节点 切换到左面视图 模型 边界条件 弹性连接 连接类型 只受压： SDx（ 100kN/mm） 复制弹性连接： （开） 18 距离 方
12、向（ x） 间距： （ 795,3705,885,3705,885,3705,885,3705,885,3705）mm 依次连接分配梁和主梁对应的节点（ 8,464） 、 (85,465)、 （ 162,466） 、 （ 239,467） 、 （ 316,468） 、 （ 393,469）各点，如图所示对应位置。生成全桥的弹性连接 注：勾选复制弹性连接的选项，可以快速复制相同轴线上的连接，加快建模效率。 （特别是长度较长的结构） 19 添加一般支承 添加主梁的边界 模型 边界条件 一般支承 切换到正面视图，窗口选择左下角节点 D-all（开） ， Rz（开） ，适用。 窗口选择右下角节点 Dz
13、（开） ， Rz（开） ，适用。 20 添加桥面板的边界 选择仅显示桥面板单元 在树形菜单 结构 板单元上单击右键选择激活 21 模型 边界条件 一般支承 节点 470： Dx（开） ， Dy（开）适用 节点 630： Dy（开）适用 节点 463： Dx（开）适用 以上操作如下图所示 22 释放梁端约束 注：贝雷梁的连接为销接，因此要释放梁端约束。在 midas 里可以通过释放梁端约束功能，快捷地完成这部分操作。 （关于单元自由度的释放说明，可参阅帮助文件以及用户手册。 切换到正面视图 模型 边界条件 释放梁端部约束 类型 相对值 My（ j-节点） ： （开） 选择两片贝雷片连接的左边单元
14、，点击适用。 （这里使用交叉线选择 可以方便的选中所需单元） 5、输入荷载 添加荷载工况 荷载 静力荷载工况，添加自重 23 荷载 自重 荷载工况名称： （自重） 自重系数： z(-1) 点击添加 6、输入移动荷载分析数据 注：因为分配梁上建立了桥面板单元，因此使用车道面来定义移动荷载加载位置。 在树形菜单中选择只激活板单元。 定义移动荷载分析数据 荷载 / 移动荷载分析数据 /移动荷载规范 /china 荷载 移动荷载分析数据 车道面 添加 车道宽度 :6m 与车道基准线的偏心距离 :-0.45m 桥梁跨度 :15m 车轮间距（ 0m） 当移动荷载为车辆荷载可以输入实际的车轮间距，为车道荷载
15、时输入 0 选择两点 : (466, 626) 24 输入车辆荷载 输入数据库中的标准车辆荷载 CH-CD。 荷载 / 移动荷载分析数据 / 车辆 车辆 添加标准车辆 标准车辆荷载 规范名称 公路工程技术标准 (JTG B01-2003) 车辆荷载名称 CH-CD 25 荷载 /移动荷载数据分析 / 移动荷载工况 荷载工况 ( 移动工况 ) 子荷载工况 车辆组 VL: CH-CD 可以加载的最少车道数 ( 1 ) 可以加载的最大车道数 ( 1 ) 车道列表 车道 选择的车道列表 车道 26 移动荷载分析控制 分析 / 移动荷载分析控制 加载位置 影响线加载 每个线单元上影响线点数量（ 3） 计算位置 杆系单元 内力（最大值当前其他内力） (开 )，应力（开） 计算位置 杆系单元 内力（最大值当前其他内力） (开 )，应力（开） 计算选项 反力，位移，内力（全部） （开） 汽车荷载等级 公路 -I级 冲击系数 规范类型 (JTG D60-2004),结构基频方法（用户输入） ， fHz(1.3) 27 7、运行结构分析 分析 / 运行分析 8、查看结果 生成荷载组合 结果 荷载组合 一般 自动生成 选择荷载组合 选择规范 钢结构 设计规范： （ JTJ021-89）
