Midas civil 有限元 简单建模 桥梁.docx

四跨连续刚构桥Midas简单建模
l 模型介绍
本模型为四跨变截面连续刚构桥，跨度30米，墩高12米，桥面宽22米，公铁两用桥：在桥梁中间设置了2道铁路轨道，两侧设置了2道公路路面。计算简图及梁截面图如下：
ü 计算简图（单位：m）

ü 1支点截面图（单位：mm）

ü 2跨中截面图（单位：mm）

ü 3支点-跨中变截面（见midas）
ü 4跨中-支点变截面（见midas）
ü 5墩截面图（单位：m）

l 建模过程
1 材料
梁采用GB-civil（RC）中的50号混凝土，墩采用GB-civil（RC）中的30号混凝土。
2 截面
a) 首先在CAD中，分别绘制跨中和支点的梁截面图，通过截面特性计算器导入midas，由于这里在CAD中绘图时用的mm为单位，所以导入时，仍以mm为单位。通过导入得到了支点梁截面和跨中梁截面。
b) 在midas中以二次函数的方式，生成支点-跨中的变截面和跨中-支点的变截面。
c) 在midas中用实腹长方形截面生成墩截面。
3 节点（详见附录1）
1~37均为上部结构的结点。
1、10、19、28、37~67为墩的结点。
4 单元（详见附录2）
支点设置为2米一个单元，长8米的变截面设为一个单元，跨中每2米一个单元。1~36为上部结构单元。
墩设置为每2米一个单元。37~66为墩的单元。
5 边界条件
43、49、55、61、67为墩底，都设为固定支座。即111111。

l 计算结果
1 静力荷载工况
[1] 自重由于材料midas自己计算，可只设方向-1。
[2] 二期恒载设为-50kN/m（这里修改单位为kN）。
[3] 在第二个墩和第四个墩均设置了-0.01m的沉降。
[4] 整体升温单元温度20摄氏度。
[5] 局部升温在Z方向和Y方向各设置了5摄氏度的局部温度梯度荷载。
2 车道荷载
[1] 铁路1车辆前进方向设为向后，偏移2.5米。
[2] 铁路2车辆前进方向设为向前，偏移-2.5米。
[3] 公路1车辆前进方向设为向后，偏移7.5米。
[4] 公路2车辆前进方向设为向前，偏移-7.5米。
3 车辆荷载
分别施加了铁路规范的CH-NL荷载和公路规范的CH-CD荷载。
4 移动荷载工况
两条铁路施加了两道铁路中—活载。
两条公路施加了两道公路标准荷载。
5 荷载组合
Combine1对所有荷载进行组合，这里为简化，各项荷载的系数均取为1.0。
这里以荷载组合下的结果位移等值线为例来说明结果：

6 自振特性
将二期恒载转化为质量，其他荷载（包括自重）都删除，计算10阶振型。
其中第4阶截图如下：

在midas的结构表格中，可以得到各种结果表格。由于数量过多，这里不一一列举。下面仅列出在所有荷载combine作用下的部分单元位移表格：

节点
荷载
DX (m)
DY (m)
DZ (m)
RX ([rad])
RY ([rad])
RZ ([rad])
6
combine
-0.000005
0
-0.000182
0
-0.000005
0
7
combine
-0.000009
0
-0.000158
0
-0.000007
0
8
combine
-0.00001
0
-0.000128
0
-0.000008
0
9
combine
0.000003
0
-0.000034
0
-0.000002
0
10
combine
0.000007
0
-0.000019
0
0
0
11
combine
0.000009
0
-0.000031
0
0.000001
0
12
combine
0.000014
0
-0.000088
0
0.000004
0
13
combine
0.000012
0
-0.000101
0
0.000002
0
14
combine
0.000009
0
-0.000106
0
0.000001
0
15
combine
0.000006
0
-0.000104
0
-0.000001
0
16
combine
0.000003
0
-0.000094
0
-0.000003
0

组合荷载下的6—15号梁单元i和j位置的内力和应力
单元
荷载
位置
轴向 (kN)
剪力-y (kN)
剪力-z (kN)
扭矩 (kN*m)
弯矩-y (kN*m)
弯矩-z (kN*m)
6
combine
I[6]
-40944
-1454
-9581
-245
36387
28544
6
combine
J[7]
-40944
-1454
-8670
-245
54638
31453
7
combine
I[7]
-40944
-1454
-8670
-245
54638
31453
7
combine
J[8]
-40944
-1454
-7759
-245
71068
34361
8
combine
I[8]
-39641
-1454
-12853
-4570
71068
34056
8
combine
J[9]
-40337
-1454
-7369
-4570
155117
45783
9
combine
I[9]
-40944
-1454
-2231
1232
155117
45994
9
combine
J[10]
-40944
-1454
-377
1232
157724
48902
10
combine
I[10]
-55521
-217
-2836
375
102969
47052
10
combine
J[11]
-55521
-217
-982
375
106787
47485
11
combine
I[11]
-55203
-217
6017
6352
106787
47060
11
combine
J[12]
-54507
-217
11502
6352
33638
48806
12
combine
I[12]
-55521
-217
4546
155
33638
49218
12
combine
J[13]
-55521
-217
5457
155
23635
49651
13
combine
I[13]
-55521
-217
5457
155
23635
49651
13
combine
J[14]
-55521
-217
6368
155
11809
50084
14
combine
I[14]
-55521
-217
6368
155
11809
50084
14
combine
J[15]
-55521
-217
7279
155
-1838
50517
15
combine
I[15]
-55521
-217
7279
155
-1838
50517
15
combine
J[16]
-55521
-217
8190
155
-17308
50950

附录1（节点表格及说明）
节点号
X(m)
Y(m)
Z(m)
说明
1
0
0
0
梁墩固结点
2
2
0
0
变截面3
3
10
0
0
4
12
0
0

5
14
0
0

6
16
0
0

7
18
0
0

8
20
0
0
变截面4
9
28
0
0
10
30
0
0
梁墩固结点
11
32
0
0
变截面3
12
40
0
0
13
42
0
0

14
44
0
0

15
46
0
0

16
48
0
0

17
50
0
0
变截面4
18
58
0
0
19
60
0
0
梁墩固结点
20
62
0
0
变截面3
21
70
0
0
22
72
0
0

23
74
0
0

24
76
0
0

25
78
0
0

26
80
0
0
变截面4
27
88
0
0
28
90
0
0
梁墩固结点
29
92
0
0
变截面3
30
100
0
0
31
102
0
0

32
104
0
0

33
106
0
0

34
108
0
0

35
110
0
0
变截面4
36
118
0
0
37
120
0
0
梁墩固结点
38
0
0
-2

39
0
0
-4

40
0
0
-6

41
0
0
-8

42
0
0
-10

43
0
0
-12
固定支点
44
30
0
-2

45
30
0
-4

46
30
0
-6

47
30
0
-8

48
30
0
-10

49
30
0
-12
固定支点
50
60
0
-2

51
60
0
-4

52
60
0
-6

53
60
0
-8

54
60
0
-10

55
60
0
-12
固定支点
56
90
0
-2

57
90
0
-4

58
90
0
-6

59
90
0
-8

60
90
0
-10

61
90
0
-12
固定支点
62
120
0
-2

63
120
0
-4

64
120
0
-6

65
120
0
-8

66
120
0
-10

67
120
0
-12
固定支点

附录2（单元部分特性及说明）
单元号
材料
截面
节点ｉ
节点ｊ
说明
1
1
1
1
2
支点截面１
2
1
3
2
3
变截面３
3
1
2
3
4
跨中截面２
4
1
2
4
5
5
1
2
5
6
6
1
2
6
7
7
1
2
7
8
8
1
4
8
9
变截面４
9
1
1
9
10
支点截面１
10
1
1
10
11
支点截面１
11
1
3
11
12
变截面３
12
1
2
12
13
跨中截面２
13
1
2
13
14
14
1
2
14
15
15
1
2
15
16
16
1
2
16
17
17
1
4
17
18
变截面４
18
1
1
18
19
支点截面１
19
1
1
19
20
支点截面１
20
1
3
20
21
变截面３
21
1
2
21
22
跨中截面２
22
1
2
22
23
23
1
2
23
24
24
1
2
24
25
25
1
2
25
26
26
1
4
26
27
变截面４
27
1
1
27
28
支点截面１
28
1
1
28
29
支点截面１
29
1
3
29
30
变截面３
30
1
2
30
31
跨中截面２
31
1
2
31
32
32
1
2
32
33
33
1
2
33
34
34
1
2
34
35
35
1
4
35
36
变截面４
36
1
1
36
37
支点截面
37
2
5
1
38
墩截面
Ｃ３０
38
2
5
38
39
39
2
5
39
40
40
2
5
40
41
41
2
5
41
42
42
2
5
42
43
43
2
5
10
44
44
2
5
44
45
45
2
5
45
46
46
2
5
46
47
47
2
5
47
48
48
2
5
48
49
49
2
5
19
50
50
2
5
50
51
51
2
5
51
52
52
2
5
52
53
53
2
5
53
54
54
2
5
54
55
55
2
5
28
56
56
2
5
56
57
57
2
5
57
58
58
2
5
58
59
59
2
5
59
60
60
2
5
60
61
61
2
5
37
62
62
2
5
62
63
63
2
5
63
64
64
2
5
64
65
65
2
5
65
66
66
2
5
66
67