MIDAS技术在成都二环路东段施工结构支架设计的应用

MIDAS技术在成都二环路东段施工结构支架设计的应用 工程师 余正韬

邛崃市公路桥梁工程有限公司

摘要：

成都二环路东段改造工程EPC4合同段由邛崃市公路桥梁工程有限公司承建。在盖梁结构支架设计过程中，采用MIDAS建立离散模型对钢支架体系进行了受力分析。本文对比采用MIDAS与传统施工简算的优劣，说明了新技术对施工单位的重要意义。 关键词：MIDAS 盖梁支架 模型

MIDAS technology in the construction of structural support

design applications

Abstract:

East Second Ring Road Reconstruction Project EPC4 contract segment consists Qionglai Road & Bridge Engineering Co., Ltd. construction.The beam structure stent design process, using MIDAS establish discrete model of the steel bracket system for the bridge.Contrast this with the traditional construction using MIDAS Jane counted merits explanation of new technologies on the significance of the construction unit. Keywords : MIDAS Beam Bracket Model

----完整版学习资料分享----

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除

该项目实施过程中，我部完全采用MIDAS仿真模拟技术取代传统施工简算对桥梁结构中所使用的临时钢结构支架进行有限元模拟分析。现以盖梁支架为例，采用MIDAS建立离散模型与传统施工简算进行对比，总结采用新技术的优势。

1.项目盖梁为全预应力大悬臂盖梁，悬臂长约10.3m，全高为2.5m，悬臂端高度1.293m,纵向宽度为2.4m。盖梁大悬臂由自制钢桁架承载，弦杆由2x200b#槽钢组拼，腹杆由2x126b#槽钢组拼。单片桁架梁支撑由2根Φ426-10钢管承载，钢管支撑间采用125-10角钢连接成整体，并在管支撑底端采用2x120b#槽钢连接形成抱夹。

使用MIDAS/Civil建立离散模型

----完整版学习资料分享----

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除

离散模型参数：

1-1定义材料特性

1-2定义弦杆截面

----完整版学习资料分享----

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除

1-3定义腹杆截面

1-4定义联接杆件截面

----完整版学习资料分享----

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除

1-5定义支柱截面

1-6定义支撑连杆截面

----完整版学习资料分享----

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除

1-7建立模型

1-8对模型施加荷载

----完整版学习资料分享----

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除

1-9模型各节点位移模拟

1-10模型应力图

----完整版学习资料分享----

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除

1-11变形计算结果汇总表（部分）

由模型模拟分析得出，DZ方向最大位移在节点41位置，施工荷载作用下DZ值为-11.37mm。

-3

<1/400 满足要求。

最大弯矩应力在节点4、12，最大弯应力mix87.7MPa145MPa，最大剪力在节点4位置，imix14.1MPa85MPa，下弦杆跨中最大轴向拉应力mix158683328048.4MPa140MPa，满足要求。

根据仿真模型计算得出，钢管支撑轴向最大压应力

fmix3835604662.182.3MPa140MPa，满足要求。

钢管竖向最大压缩变形0.57mm，可忽略该变形对结构的影响。 桁架平面X轴Y轴方向最大位移-X轴方向2.19mm，可忽略该位移对整体桁架结构稳定的影响。

----完整版学习资料分享----

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除

经仿真模拟，该支架结构满足要求。

盖梁支架计算参数：

3

125.9*1.2=151kn/m

人、机荷载：4kn/m，即2kn/m 钢模板荷载：5kn/m

5*1.4=7kn/m

每米荷载考虑：151+2+7=160kn/m(两片桁架)

桁架下弦杆构件为2[20#b，包边高度H1.6m，上下弦杆中到中距离

h1.4m，单个弦杆截面特性（路桥施工计算手册）：

42I1913cmA32.8cmx1惯性矩： 截面积：

2

下弦杆对于桁架中性轴的惯性矩：

424I2IAh/221913cm32.8cm140cm/2325266cmxx1

22下弦杆对于中性轴的抵抗矩：

WxIx/H/2325266cm4/80cm4065.8cm3

根据设计图纸尺寸，并附带模板、支架、钢筋恒荷载和风、人、混凝土等活荷载。计算墩间盖梁均布荷载160KN/m，由两片桁架分担，每片桁架承

----完整版学习资料分享----

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除

担7m范围内均布荷载80KN/m，跨中最大弯矩：

Mql2/880KN/m7m2/8490KN.m

下弦杆最大拉应力：3.对比分析：

M490KN.m120.5MPa140MPaWx4065.8cm3满足要求。

从结论来看，不论是模拟分析还是施工简算最后得出的结论都是结构安全，满足要求。

1）传统施工简算的计算过程仅能将钢结构的弦杆作为受力主体进行分析并利用公式计算，无法充分考虑到结构的杆件联接复杂性，各节点的变形情况也无法得出结论。如果技术人员对受力分析不熟悉，公式代入数据错误，将直接得出错误的结果，从而对临时施工结构造成安全隐患。

2）有限元模拟技术的优势在于不需要由技术人员对结构进行受力分析，其复杂的受力计算与公式应用也可抛到一边，只需要准确绘制结构模型，输入结构的受力方式及点位，整个模拟过程瞬间就可完成，并且输出详细结果供技术人员参考。

但是，该技术难点在于绘制模型的正确性，由于MIDAS采用三维坐标空间定位点绘图，所以要求绘图人员对所要绘制的模型有较好的空间制图能力，这是该技术最大的推广难点。

MIDAS本身并不是一项全新的技术，其广泛的运用于大型结构设计领域，所以设计单位的应用比较成熟。由于该技术本身的优势，技术实力较强的大型国有施工企业也开始将它应用在施工中的临时结构设计和受力分析。作为民营施工企业，掌握好这项技术，具有推广应用前景。

----完整版学习资料分享----