CIVIL计算程序下弯箱梁计算模型的建立及动力计算中若干问题的探讨.pdf

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1、第2卷第3期Vo1．2No．32010年9月Sep．2010基于MIDAS／CIVIL计算程序下弯箱梁计算模型的建立及动力计算中若干问题的探讨高奎香王健程拥强(1．北京建筑工程学院，北京100044；2．中国城市建设研究院，北京100029)【摘要】随着经济的迅速发展，弯梁桥的数量也逐年增加，特别是在互通式立交的匝道桥设计中应用更为广泛。本文将分别介绍基于MIDAS／CIVIL计算程序下弯箱梁计算模型建立过程中在静力和动力方面几个需要注意的问题及处理方法。并对模型进行动力测试，通过比较计算结果和测试结果来验证模型的合理性。【关键词】弯梁桥；互通式立交；匝道桥；MID

2、AS／CIVIL；静力；动力测试【中图分类号】TU201．4【文献标志码】A【文章编号】1674—7461(2010)03—0091—051问题的提出2模型建立过程中的问题及解决方法目前弯梁桥在现代化公路及城市道路立交建设2．1静力方面建模过程中的问题及解决方法中的数量逐年增加，应用已非常普遍。尤其在互通式2．1．1弯桥主梁立交匝道桥设计中应用的更为广泛。目前还出现了对于弯桥，可以采用单根曲梁、平面梁格、实体很多小半径的曲线梁桥。此类桥梁具有斜、弯、坡、异单元和板单元进行建模计算。对于梁单元法，可采形等特点，给桥梁的线型和构造处理带来很大困难。用导人CAD图的方法建

3、立模型，此方法要求的桥梁本文将就某匝道桥用MIDAS／CIVIL程序以单根曲中心线必须是line线或pline线(多根直线段代替曲梁、平面梁格、实体单元和板单元进行建模计算，详细线，精度越高越好)，CAD中导入的线在Civil中自介绍建模过程中应该注意的几个问题及解决方法。动生成单元，一条线对应一个单元；也可在Civil程然后再用该模型对桥梁进行地震动力特性分析，给出序直接建立曲线单元，利用桥梁中心线的控制点坐了桥梁抗震性能的评价，分析成果将对提高桥梁抗震标，在程序中直接建立曲线，然后分割生成多个线性能评价的有效性和经济性起到促进作用。单元。对于梁格法，也可采用导人

4、CAD图的方法建该匝道桥是4X30m的连续单箱室箱梁，曲线立模型，此法要求CAD图画的非常精确。对于实体半径为150m，横断面形状如图1所示。单元和板单元可直接由在单元中由梁单元扩展RSn即可。2．1．2弯桥支座本桥梁除了两侧桥台为双支座，中间桥墩支座均为单支座。为了保证每跨的扭矩分布均匀，考虑对中间桥墩安装了预偏心支座。下面分别介绍一下单、双支座和多支座模拟的方法。图1横断面尺寸图(单位：cm)(1)单、双支座模拟。在实际支座位置建立节【作者简介】高奎香(1985一)，女，硕士，主要从事自锚式悬索桥的研究。E．mail：yinankali@163．con点，定义该

5、节点的节点局部坐标，保证约束方向与2．2动力方面建模过程中的问题及解决方法曲梁的切向或径向一致，利用弹性连接(刚性)连接2．2．1单元选择支座节点与主梁节点，然后利用一般支承来定义支对于弯箱梁桥，目前常用的力学模型有两种，座节点的约束条件。一种将箱梁划分成几个工字梁，模拟成空间梁单(2)多支座模拟。对于多支座的情况利用单、元，各梁之问通过支点的强大横梁、跨间横梁和顶双支座的方法会导致反力结果误差较大。因弹性底板横向单元联系起来，构成一个纵横交叉的空间连接(刚性)在程序中是一种刚度较大的梁单元，传受力体系。二是模拟成梁、板组合单元。对于这种递荷载时，也会发生微小变形，

6、与平截面假定不符。单元，梁单元输出的是梁两端主轴上的内力，而板此时，应在实际支座的顶、底位置分别建立节点，支单元输出的是板中面上形心处的内力，内力输出点座底部节点采用一般支承约束(约束D—ALL)，利用不一致，断面上总内力的迭加带有更大的近似性，弹性连接(一般)来模拟支座(输入支座刚度)，支座因此，这种单元对动力计算来说是不合适的。顶节点和主梁节点通过刚性连接来连接(见图2所本文主梁、墩柱均采用梁单元，墩梁之间的联示)。系根据不同的支座型式采用不同的联接方式。对(3)为了使约束方向与曲梁的切向或径向一于本文的研究对象，该匝道桥第二联共划分为301致，各支座节点需要定

7、义节点局部坐标轴。弹性连个节点、163个梁单元。网格图如图3所示。接模拟支座时，输入相应的Beta角即可。2．2．2边界条件2．1．3弯桥的其他问题及解决方法桥梁的动力特性对边界条件是非常敏感的，边(1)任意线型的曲线桥可以当作是直桥来输入界条件稍做变化，结果就会有很大差别。因此，在钢束形状。将坐标轴类型选择“曲线”或“单元”动力计算时，边界条件处理是否得当，是决定该模即可。型是否合理的关键。(2)梁单元内外侧长度不等造成的扭矩，可通该匝道桥第二联的支座形式有固定支座、切向过施加偏心均布荷载或均布扭矩来调整弯桥自重。滑动支座和单点铰支座。在本模型中我对于固定(3