【文章內(nèi)容簡介】 單元的種類、材料特性、幾何特性和單元之間的連接處理等。有的軟件在前處理中可以建立幾何模型（基本元素為點、線、面和體）和有限元模型，因為最終參與計算的是有限元模型，所以幾何模型還必須通過網(wǎng)格劃分從而得到有限元模型。Midas civil的前處理模塊只能建立有限元模型，即使從AutoCAD導(dǎo)入DXF格式的幾何模型，也會直接被轉(zhuǎn)換成了桿系的有限元模型。求解模塊一般包括邊界條件的施加、求解器的選擇、荷載施加策略及求解選項的設(shè)置。后處理模塊用來將分析的結(jié)果按要求輸出，比如輸出位移、應(yīng)力的云圖、荷載位移的曲線等。Midas civil有兩個模式，一個是前處理模式，另一個是后處理模式。前處理模式中包括了材料和截面的定義、建模、邊界條件的施加、荷載的施加、分析選項設(shè)置和求解等內(nèi)容。模型修改必須在前處理模式下進(jìn)行，后處理模式包括荷載組合和計算結(jié)果的輸出等內(nèi)容，不能修改模型。第2章 掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計說明48m+80m+48m，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。主梁采用單箱單室變高度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，梁底曲線采用二次拋物線。箱梁頂板寬13米，—。1塊底板底板厚100cm，腹板厚100cm，頂板厚50cm。掛籃主要設(shè)計依據(jù)包括：1．《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》()2．《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（）3．《鐵路橋涵施工規(guī)范》(TB102032002)4．《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB500172003）5．《客運專線鐵路橋涵施工技術(shù)指南》（TZ2132005）6．《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ0412000）(1)混凝土自重；(2)鋼彈性模量；(3)；(4)臨時結(jié)構(gòu)簡化為簡支結(jié)構(gòu)后的允許撓度為；(5)荷載系數(shù)考慮箱梁混凝土澆注時脹模等因素的超載系數(shù)：；澆筑混凝土?xí)r的動力系數(shù)：；澆筑混凝土和掛籃行走時的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)：；(6)作用于掛籃主桁的荷載箱梁荷載：箱梁荷載取1塊進(jìn)行計算施工機具及人群荷載：；模板自重取。該掛籃的設(shè)計計算方法為容許應(yīng)力設(shè)計法，掛籃設(shè)計按最長最重的1號塊進(jìn)行設(shè)計計算。1號塊截面尺寸如圖21所示。掛籃在設(shè)計過程中先確定掛籃的形式，根據(jù)截面尺寸參考已完成的工程圖紙初步擬定掛籃各桿件的截面尺寸。通過手算算出結(jié)構(gòu)各桿件承受的荷載，用Midas建立各個構(gòu)件的受力模型并加載運算，檢查設(shè)計的桿件在剛度、強度、穩(wěn)定性方面能否滿足規(guī)范要求，若不滿足，在軟件中修改截面尺寸，繼續(xù)加載運算直至所選截面通過檢算。在各構(gòu)件截面尺寸檢算通過后，還要對連接銷座等細(xì)部構(gòu)件進(jìn)行檢算。最后用Midas建立整體受力模型，再次檢算各桿件，并比較單獨計算的模型和整體模型的差別。圖21 1號塊截面尺寸圖（單位：mm）第3章 掛籃計算某雙線鐵路箱梁橋橋跨布置48m+80m+48m，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋主梁采用單箱單室箱形截面，梁底曲線采用二次拋物線，三向預(yù)應(yīng)力體系。箱梁頂板寬13米，—。采用掛籃懸臂澆筑施工方法。該橋施工所設(shè)計的掛籃為菱形掛籃，由主桁承重系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、張拉操作平臺系統(tǒng)等部分組成。模型如圖下圖所示：圖31掛籃整體模型效果圖圖32掛籃整體模型正視圖圖33掛籃整體模型側(cè)視圖圖34掛籃整體模型俯視圖為了保證所設(shè)計的掛籃在施工期間的結(jié)構(gòu)安全以及確保掛籃的強度、剛度和穩(wěn)定性滿足規(guī)范的要求，需要對本橋的施工掛籃結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢算，檢算的內(nèi)容包括：1）掛籃主桁在混凝土澆筑時的強度、剛度和穩(wěn)定性；2）掛籃底籃在混凝土澆筑時的強度和剛度；3）懸吊裝置在混凝土澆筑時的強度和剛度；4）錨固裝置在混凝土澆筑時的強度和剛度；5）掛籃底模和側(cè)模在混凝土澆筑過程中的強度和剛度；6）主桁節(jié)點板螺栓的強度；7）掛籃走行時后錨可靠性及結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定性。8）連接吊桿、吊帶與橫梁的銷座的強度檢算其中前四項通過有限元分析軟件MIDAS/Civil建立空間桿系有限元模型進(jìn)行分析，后四項則參考相應(yīng)的施工手冊進(jìn)行手算校核。底籃模板是由C10型鋼與鋼板組焊而成的模架，底籃模板下部C10型鋼橫肋的間距為300mm,模板的受力模型為單向板其跨度即為300mm，懸澆節(jié)段中1塊底板厚度最大，取1塊計算。新澆混凝土對底籃模板的壓力標(biāo)準(zhǔn)值：面板自重： 施工荷載： 振搗荷載： 選面板小方格中最不利的情況進(jìn)行計算，即三面固定，一面簡支。由，查表可知最大彎矩系數(shù)，最大撓度系數(shù)。取1mm寬的板條作為計算單元。（1）強度計算：荷載為：線荷載為：最大彎矩為：截面抵抗拒為：最大應(yīng)力為：（2）撓度計算荷載為：計算公式：其中為鋼材的泊松比。，所以滿足要求。側(cè)模的縱橫肋間距為300mm和450mm。根據(jù)測定，混凝土作用于側(cè)模板的側(cè)壓力會隨著混凝土的澆注高度而增加，當(dāng)澆注高度達(dá)到某一臨界值時，側(cè)壓力就不再增加，此時的側(cè)壓力即為新澆注混凝土的最大側(cè)壓力。側(cè)壓力達(dá)到最大值的澆注高度稱為混凝土的有效壓頭。根據(jù)我國《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》（GB5020492）中提到的新澆注混凝土作用在模板上的最大側(cè)壓力計算公式如下：當(dāng)采用內(nèi)部振搗器時，新澆注的混凝土作用于模板的側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值，可按下列公式計算，并取其中的較小值：，式中：F—新澆混凝土對模板的最大側(cè)壓力()；—混凝土的重量密度(kN/m)；t—新澆混凝土的初凝時間(h)，可按實測定。當(dāng)缺乏實驗資料時，可采用計算，在此；T—混凝土的溫度（176。）取25176。；V—混凝土的澆注速度（）取2；h—混凝土側(cè)壓力計算位置處至新澆混凝土頂面的總高度（m），；當(dāng)時。當(dāng)時。在這里，取—外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時取1；—混凝土塌落度影響系數(shù)，當(dāng)塌落度小于30mm時，50~90mm時，取1；110~150mm時。在此取1。，同時考慮傾倒混凝土產(chǎn)生的水平荷載6，振搗產(chǎn)生的水平荷載4。按單向板考慮，取1mm板寬做計算單元，（1）強度計算：彎矩：應(yīng)力：（2）撓度計算：, 所以滿足要求。側(cè)模架承受翼緣混凝土的重量、模板的重量和施工荷載等。翼緣板混凝土的荷載按梯形荷載計算。側(cè)模桁架豎直方向由側(cè)模導(dǎo)梁支撐，水平方向有對拉筋支撐，故模型結(jié)構(gòu)選用XZ平面，豎直方向的支承只限制Z方向位移，水平方向支承只限制X方向位移。其尺寸如圖33 ，受力模型如圖34所示。側(cè)模架桿件截面尺寸采用C10，Q235鋼材，每組側(cè)模架之間的距離為680mm，分為7排。圖35側(cè)模桁架尺寸圖每排所受荷載分為豎向荷載和橫向荷載。豎向荷載：（1）橫載：翼緣板邊緣混凝土線荷載為：翼緣板內(nèi)部混凝土線荷載為：加載時按梯形荷載加載。底模板荷載： （2）活載：施工人員，材料及施工機具荷載?。徽駬v混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載??；澆筑混凝土?xí)r產(chǎn)生的沖擊荷載??；橫向荷載：活載：，最頂端最小荷載為0kN/m，還有振搗力為4kN/m，即線荷載為的均布活載。在madis中加載如圖所示：圖36側(cè)模桁架加載圖（單位kN/m） madis計算結(jié)果如圖所示：圖37側(cè)模桁架應(yīng)力圖（單位MPa）計算結(jié)果顯示，大部分桿件強度滿足要求，在支承位置處的應(yīng)力遠(yuǎn)大于容許應(yīng)力，是因為模型在簡化過程中的支承和實際有所差別，在支承位置處會出現(xiàn)應(yīng)力集中，故結(jié)果在此模型計算中滿足要求。懸臂澆筑節(jié)段混凝土全長頂板厚度不變，新澆混凝土對內(nèi)模板的壓力：面板自重：施工荷載：振搗荷載：模板計算模型為單向板，取1mm板寬做計算單元 ，荷載為：（1）強度計算：最大彎矩：最大應(yīng)力：（2）撓度計算：，所以滿足要求。縱梁為12片C10a槽鋼桁架組織，桁架長L=4800mm，腹板下縱梁間距為：600mm，底板最大間距為840mm。如圖所示：圖38底模桁架分布圖 圖39底模桁架尺寸圖(單位mm)由截面尺寸可知，腹板下混凝土的高度為7050mm，擬采用2片C10桁架來設(shè)計。所受恒載包括: : ： 線荷載為：所受活荷載包括：： ：：線荷載為： ，在Midas中建立受力模型如下圖圖310 底模腹板桁架受力圖（單位kN/m）在Midas中驗算如下：圖311底模腹板桁架應(yīng)力圖（單位MPa）圖312底模腹板桁架變形圖（單位mm）由計算結(jié)果可以看出：145MPa，強度滿足要求；L/400=12mm，故剛度滿足要求。由截面尺寸可知，腹板下縱梁的高度為1m，擬采用8片C10桁架來設(shè)計。所受恒載包括: : ： 線荷載為：所受活荷載包括：： ：：線荷載為： ，在Midas中建立受力模型如圖37圖313底模底板桁架受力圖（單位kN/m）圖314底模頂板桁架應(yīng)力圖（單位MPa）圖315底模底板桁架變形圖（單位mm）由計算結(jié)果可以看出：145MPa，強度滿足要求；L/400=12mm，故剛度滿足要求。前底橫梁采用I40A雙工字鋼，材質(zhì)為Q235。長度為7900mm。承受的荷載來自底模桁架的集中荷載。錨固點為2根吊帶。在計算底模桁架受力時。受力模型如圖：圖316前底橫梁加載圖（單位kN）Madis計算結(jié)果如下：圖317前底橫梁應(yīng)力圖（單位MPa）圖318前底橫梁變形圖（單位mm）由以上檢算結(jié)果可知，最大組合應(yīng)力為65MPa145MPa，強度滿足要求；L/400=，故剛度滿足要求。前底橫梁采用I40A雙工字鋼，材質(zhì)為Q235。長度為7500mm。承受的荷載來自底模桁架的集中荷載。錨固點為2根吊帶。在計算底模桁架受力時。受力模型如圖：圖319后底橫梁加載圖（單位kN）Madis計算結(jié)果如下：圖320后底橫梁應(yīng)力圖（單位MPa）圖321后底橫梁變形圖（單位mm）由以上檢算結(jié)果可知，最大組合應(yīng)力為91MPa145MPa，強度滿足要求；L/400=，故剛度滿足要求。側(cè)模吊梁采用C32B雙槽鋼，材質(zhì)為Q235，側(cè)模吊梁承受的荷載包括翼緣混凝土的重量，7排側(cè)模桁架的重量，模板的重量，自重及施工和振搗荷載。，加載長度4m。(1)荷載計算所受