midasCivil在橋梁承載能力檢算及荷載試驗中的應用以Civil_V2012為例0001

1、midasCivil技術資料檢測專題應用目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 1橋梁承載能力檢算評定2 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document L1檢算總述2 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 12作用及抗力效應計算2 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 2橋梁荷載試驗7 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 試驗7 HYPERLINK

2、l bookmark12 o Current Document 定試驗荷載7 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 試驗荷載理論計算10 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 試驗及數據分析12 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 試驗結果評定15 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2.2動載試驗16 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 自振特性試驗16 HY

3、PERLINK l bookmark24 o Current Document 行車動力響應試驗18移動荷載時程分析18動力荷載效率29 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 試驗數據分析及結構動力性能評價29 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 參考文獻30北京邁達斯技術TT限公司劉浩磊（編）唐曉東（核）inidas Civil技術資料檢測專題應用結合公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程，應進行橋梁承載能力檢算評定，判斷 荷載作用檢算結果是否滿足要求。另外如果作用效應與抗力效應的比值在1.0- 一L 2之間

4、時，尚需根據規(guī)范規(guī)定進行荷載試驗評定承載能力。下面將對midas Civil在橋梁承載能力檢算評定及荷載試驗中的應用詳細敘述。1橋梁承載能力檢算評定檢算總述進行橋梁承載能力檢測評定時需要進行（1）橋梁缺損狀況檢查評定（2）橋 梁材質與狀態(tài)參數檢測評定（3）橋梁承載能力檢算評定。通過（1）、（2）及 實際運營荷載狀況調查，確定分項檢算系數，根據得到的分項檢算系數，對橋梁 承載能力極限狀態(tài)的抗力及正常使用極限狀態(tài)的容許值進行修正，然后將計算作 用效應值與修正抗力或容許值作對比，判斷檢算結果是否滿足要求。一般來說承 載能力檢算主要包括抗彎、正斜截面抗剪承載力檢算、裂縫寬度檢算、撓度檢算、 穩(wěn)定性驗算

5、等。作用及抗力效應計算為得到檢測橋梁在荷載作用下的計算效應值，可以通過midasCivil進行計算分 析得到。對于預應力混凝土及鋼筋混凝土等配筋混凝土橋梁，為得到結構抗力效 應值，可以結合PSC設計、RC設計驗算得到相應抗力值。前處理當中需要考慮 自重、二期及其他恒載、預應力荷載、成橋時候的溫度作用（整體升降溫+梯度 升降溫）、移動荷載、支座沉降（根據實測得到的變位定義）等荷載作用；定義 施工階段分析，可設置包括一次成橋及服役時間長度的收縮徐變兩個階段。計算 分析完畢后，先進行荷載組合：結果荷載組合，選擇“混凝土設計”表單，可 以結合通用設計規(guī)范D60-04自動生成功能生成荷載組合，組合類型按

6、照檢測評 定規(guī)程選擇承載能力極限狀態(tài)設計和正常使用極限狀態(tài)設計，分別進行結構抗彎、 剪、扭驗算及抗裂驗嵬。北京邁達斯技術TT限公司劉浩磊（編）唐曉東（核）midasQvil技術資料檢測專題應用進行PSC設計驗算時，輸出參數中可以只選擇抗彎、剪、扭驗算及抗裂驗算內容；如果不考慮扭矩驗算，相應選項可不勾選。進行RC設計時，選擇承載能力極限狀態(tài)驗算，進行抗彎、剪、扭驗算及裂縫寬度驗算。北京邁達斯技術有梁公司劉浩磊（編）唐曉東（核）midasCivil技術資料檢測專題應用對于混凝土橋梁，可以結合規(guī)范檢測評定規(guī)程（JTG/T J21-2011） 6. 4節(jié)的 規(guī)定確定檢測位置及內容：跨中正彎矩、支點附近

7、剪力、1/4截面附近彎剪組合 連續(xù)梁墩頂負彎矩等，選中這些位置處的單元，作為設計位置。當然也可以將全 橋主梁單元均作為設計位置。JTG D62-04室變數號PSC設訐材料 |是輸出/位宙”前設計位S運行設計MtmHI算書序給果表格 請計內力.3PS儂果圖形設計參劄S林出阻黃PSC設計PSC設計結果設計驗算完畢后，可以在結果當中表格里而通過表格查找到橋梁作用效應值 及抗力值。北京邁達斯技術rr陽公司劉浩磊（編）唐曉東（核）inidas Civil技術資料檢測專題應用（1）對于抗彎、抗剪、抗扭驗算，以承載能力極限狀態(tài)抗彎設計驗算為例，Y Mu即為考慮結構重要性系數的作用效應值，Mn為橋梁抗彎承載能

8、力。平元最大電小里后 名和芟型治算rMu (kfnn)Mn (ktnp) 1-樂大CLCB6MY.WAXOK0 000010W14 0C171n最小CLC811WY47IHOKooooo109814 08171jpjcLQB5FX-MAXOK16164 1206110728 18SO1JRlCLZB12FX-MtMOKS29 77491C728 18S02UJCLCB5MYWAXOK16164 120811M08 40202PJCLC812OK5629 7749111106 40202J 31GLCB5MYMAXOK47614 c3407107 64252JPJCLC81ZMY-WIUOK14

9、685 3527.107107 64252(3JcLQB5MY-OK47814 0634107107 C41B3(31CLC812MY-WIMOK145 3m107107 64183WCLC85MY4AXOK65694 72011 699 33213JcLCBI?MYJIUOK17186 76951MK9 33214PlCL 305MY. AXOK6S94 7201C99 33214wCLC81ZMY-WIMOK17165 76951 699 33314峭cLCBSMY-OK75fi19 22tC3flB 06264JrsiCLC812MY-WIUOK1&00 sar城革in 廣1使用階段正獻

10、面抓電4及克QKI衛(wèi)高層迪克4修通綱前最小e（2）對于正常使用極限狀態(tài)抗裂驗算，以正常使用極限狀態(tài)正截面抗剪驗算為例,程序分別輸出截面頂板、底板及四個角點位置處的正應力結果，然后取其最大值得到Sig_MAX,即可作為作用效應值，Sig_ALW為容許應力值，即正截面抗裂抗 力值。方逮融 曲是去麴泮Sl-T (WEjSl6 (MW2)SUL5lBL (Wk2)迎TR (MW7)SlBR (WT2)SlMAXNWT2)5MLW (MF2前W創(chuàng)VYMNOK1.6211.241.S21!6.U2I1.S21!6.U2412114 MW2平CLCB1I項VYW(X1(0616%3cmei6S901X1謠3

11、cmi-1VM3CU31SVV4IK01.6211e.241.S2V沁，1.52116.M2412V-CWM3CLC811四81.(0606明C.28)t .版0.126)65MSC2-1WM3ac8i覆好押0l?V70291?“5CC斯.111 M3山鄧桂iWKOK1.35716.3321.99?e.3S21.5971e.n?2-crow4WCU31I翅OK1.W16.3K1JW1171e.BW7T.mo4HIcLCSU翎OKge.35aeC29F.1538C2327e.J5C292719150445315021疣.而Z13S工而21376S.M5721376-CMW4期CU318OVY-M

12、K0IM6 3878CMS6W80.3S356.W80 MB5心忙翎OKgC.3B71.475JE.M961.42C.501.47M-1.11805虹S仿網WtWiOK的S96BS325SJ.E83632S58J.S81S32S“：05如dOU網OK1gf!5堿3 sBJ55;40M-CCOK5府CU31I冽OK1.4711G22S21.475!22951，女e2K14711-151 506WcUS1t他UV IU(OK535庶腿cwweWdcsie雨(X2.Weuif2BeuH2.M18euu2W3.19110.、他田總0工就百公里槍管廠 r對于裂縫寬度驗算，可以在RC設計驗算中輸出，也可以

13、在PSC設計驗算中對 B類部分預應力橋梁輸出。以B類部分預應力橋梁裂縫寬度驗算為例，Sig_SS 表示受拉鋼筋應力，W_tk是計算裂縫寬度，W_AC為允許裂縫寬度。在檢測評定 規(guī)范7. 3. 4中裂縫寬度限值表也給出了各類別橋梁容許最大裂縫寬度。北京邁達斯技術TT限公司劉浩磊（編）唐曉東（核）midasCivil技術資料檢測專題應用PSC亮濟第，宓toJT0三韁爾大片挖良像11育14 7 T.RWh3力帆力 K4jcJWd椅斗，介力去 陽, I 口英訐機18 ：0. 3券:盲不在）fjyrnwj我行EWW淅打力/傳用帆G*H上抗沁口WHJWiL*（6teM 阿1珈即增值上居次加支U單元位蚩頂/

14、底合稱 組名類型蛉算Sig_SS (KN/FTfZ)WJk (m)W_AC (m)1(1底CLCB24MY-MAX0K0.00000.00000.00021V項CLCB25MY-MW0K89228.94710.00010.0002I142底CLCB24MY-MAX0K0.00000.00000.000242頂CLCB25MY-MW0K47080.16430.00000.00022(2底CLCB24MY-MAX0K0.00000.00000.00022(2頂CLCB2SMY-MW0K44044.76690.00000.00022J(3底CLCB24MV-MAX0K0.00000.00000.00

15、022JI3頂CLCB25MY-MM0K24849.01890.00000.0002一3Pl底CLCB24MY-MAX0K0.00000.00000.0002(3頂CLCB25MY-MM0K23015.21430.00000.00023J4底CLCB24MY-MAX0K0.00000.00000.0002I34頂CLCB25MY-MW0K10018.90630.00000.0002H底CLCB24MY-MAX0K0.00000.00000.00024頂CLCB2SMY-MW0K9302.19770.00000.00024J5l底CLCB2SMY-MAX0K0.00000.00000.00024

16、J15頂CLCB24MY-MW0K5509.38060.00000.0002小、使用1介段裂方差龕度蛤I草/A AA An對于撓度檢算，在civil中不需要進行設計，可以直接在結果變形當中查找 到相應荷載組合或工況下的位移，如下圖中承載能力極限狀態(tài)組合1下的位移, 提取相應檢算位置處的變形，將其與容許變形對比進行檢算。 工忖 王G唐，H依，度安力-義工后護惻 jEAit傳匕”網年6長力忖口丹皿?* 王公博，富王公力-電工卜”工50成*01”“一8依Awn盤/QSIQOA北京邁達斯技術有陽公司劉浩磊（編）唐曉東（核）midasCivil技術資料檢測專翹應用（5）對于穩(wěn)定性驗算，可以通過civil

17、進行屈曲分析，得出橋梁結構在自重等 靜力荷載作用下的特征值，即安全系數，安全系數越大，結構越穩(wěn)定。通過計算分析得到作用效應值及抗力值后，尚需根據橋梁缺損狀況檢查評定 和橋梁材質與狀態(tài)參數檢測評定確定承載能力檢算系數Z1,對于鋼筋混凝土橋 梁尚需確定承載能力惡化系數、截面折減系數、鋼筋截面折減系數等，通過規(guī)范 公式7. 3.1、7.3. 3-1、7.3. 3-2、7.3. 3-3分別進行強度、應力、變形、裂縫寬 度驗算。對于用工結構橋梁可以通過civil計算分析得到荷載作用效應值，然后將其 與引入承載能力檢算系數Z1修正的抗力值作對比，進行檢算。對于鋼橋，可以 通過civil計算分析得到荷載作用

18、卜的應力及變形，然后將引入承載能力檢算系 數Z1修正的應力變形容許值對比檢第。對于拉吊索承載能力檢算，主要是將計 算拉索應力與考慮檢算系數的容許應力限值做對比。詳細內容可參照公路橋梁 承載能力檢測評定規(guī)程第7章內容，確定檢免公式及檢算系數等。2橋梁荷載試驗根據公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程規(guī)定，如果荷載作用效應與結構抗力效 應的比值在1. 0-1. 2之間時，尚需根據規(guī)范規(guī)定進行荷載試驗評定承載能力。 故本節(jié)主要講解如何結合midas civil及FEA進行荷載試驗分析。2.1靜載試驗確定試驗荷載首先是確定靜力試驗荷載，根據控制內力、應力或變位等效原則，選擇滿足 靜力荷載試驗效率叫的試驗荷載及加

19、載方案。Ss. 一.（1 + ）Ss-一靜力試驗荷載作用下，某一加載試驗項目對應的加載控制截面內力/ 變形的最大計算效應值： 北京邁達斯技術TT限公司劉浩磊（編）唐曉東（核）midasCivil技術資料檢測專題應用S-檢算（控制）荷載產生的同一加載控制截面內力、應力或變位的最不利 效應計算值：右一按規(guī)范取用的沖擊系數值；驗收性荷載試驗iq:。851. 05：鑒定性荷載試驗-nq： 0.951.05。對于加載控制截面，可以參考公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程中表8-1-3 “不同類型橋梁主要加載測試項目”及公路橋梁荷載試驗規(guī)程中5.2.2T/ 2/3/4 ”各橋型試驗荷載工況及控制截面”進行選擇確定

20、。S表示檢算荷載或控 制荷載作用下的計算效應值，此荷載一般取移動設計荷載，如車道荷載或者是其 他設計荷載。對手沖擊系數，如果在civil中定義了移動荷載分析控制中沖擊系 數，那么計算結果中即包含了沖擊效應，可以直接用k=今計算靜載試驗效率。以一連續(xù)梁橋為例，跨徑布置為25+35+25,依據上述規(guī)范條文選擇試驗工 況及控制截面如下：（1）主跨支點位置最大負彎矩工況，主跨支點截面，圖示B截面 TOC o 1-5 h z （2）主跨跨中截面最大正彎矩工況，主跨最大彎矩截面，圖示C截面 （3）邊跨主梁最大正彎矩工況，邊跨最大彎矩截面，圖示A截面 .B -IC -I A -I B C|IiiiiilB根

21、據公路橋梁荷載試驗規(guī)程說明，靜載試驗工況應包括中載工況和偏載 況，故設置兩個移動荷載工況：偏載和中載。偏載車道布置依據通用設計規(guī)范 中最不利的布置形式設置。計算分析后分別查看兩個工況A、B、C三個控制截面 的計算效應值，此時如前處理中在移動荷載分析控制定義了沖擊系數，則計算效 應值已經包括沖擊效應。以A截面為例，模型中為12號單元中點位置，查看其 在偏載移動工況作用下的最大正彎矩為5411. lkN*m,此值即為公式中的分母值, 如圖所示。北京邁達斯技術TT限公司劉浩磊（編）唐曉東（核）midasQvil技術資料檢測專題應用IH3 J 313)J1313 essfs X港雄除藝 4 aLJ 5

22、XVS*.二二M1J.IIhl IT.，E!cnnj 工 ox*工元-壬右施中岫1里反力-厘/叫*6得到檢算控制荷載計算效應俏后，可以通過移動荷載結果影響線梁單元內 力，輸出12號單元中點在偏載三個車道下的彎矩影響線，如下圖偏載1車道下 彎矩影響線，同時可將影響線數據通過“生成文件”導出為met文件。，y :通過移動荷載結果移動荷載追蹤器梁單元內力，輸出12號單元中點產生 最大歪彎矩時的移動荷載布置情況，如圖所示，并可通過“輸出最大/最小荷載 文件”將移動荷載布置情況輸出為met格式文件，導入civil后作為靜力荷載計 算分析。北京邁達斯技術rr陽公司劉浩磊（編）唐曉東（核）gl?:.Tln-

23、.lc 一lnlglnlalal，QEmidasQH技術資料檢測專題應用 TOC o 1-5 h z R熨冗e*1#Cfl o / i/t澗 ，j角力 zc rr nHT? ，aRH . ，BM .*川|，411200， hc根據上述導出的彎矩影響線數據、最不利移動荷載布置情況，結合其他輔助 工具（檢測行業(yè)口編小工具），確定試驗車輛荷載布置在哪些位置時可以使公式 中Ss項滿足靜載試驗效率的要求。試驗荷載理論計算確定試驗荷載加載位置后，即可采用試驗干輛或重物加載試驗，關于如何在 civil中模擬試驗荷載加載，以下述例子進行說明。首先是對于單梁模型，試驗 車輛荷載可以采用冰期粱段期線）集中港載進行

24、施加模擬，假設試驗車輛荷載 為3軸重車,軸重與軸距統(tǒng)計如下表所示：前軸后軸1后軸2前后軸間距后軸間距80kM130kM130kM3. 5m1. 3m如將該試驗乍輛加載在最外側車道上，如圖所示，選擇集中荷載后，因試驗 車輛荷載加載在最外側車道上，所以需要勾選“偏心”，下面選擇“中心”表示 以截面質心位置處作為參考位置，“偏心”表示以設置截面偏心后的位置作為參 考位置.：方向選擇局部坐標系y設置橫向偏心，通過距離參考位置（加載區(qū)間確 定的直線）卜端、上端的偏心距離，確定加載位置，因為最外側車道中心線距離 車道單元-4. 35m,故此處距離輸入4. 35：然后輸入根據軸距分配數值，后軸2 放在放號節(jié)

25、點,后軸1則相對位置為1. 3/5. 094,前軸相對位置為4. 8/5. 094, 輸入對應軸重，選擇加載區(qū)間兩點即可完成試驗不輛荷載的輸入。北京邁達斯技術rr陽公司劉浩磊（編）唐曉東（核）10midasQvil技術資料檢測專題應用A二蕉中改僅F PKJ W9XW% JT 金川Y r工；-B XI 7wi71.叫It田N|W對于梁格模型，可以參照單梁模型對縱梁單元施加梁荷載模擬試驗車輛，也 可以在梁格模型上添加一個虛擬板或者橋面板單元，如果是添加虛擬板，將其容 重設為0,厚度設置較小，此時主要是方便在梁格模型任意位置處參加平面荷載, 如果建立橋面板單元，按照橋面板實際厚度建立相應板單元。在板

26、單元上施加試 驗荷載，首先通過荷載壓力荷載）分配平面荷載定義平面荷載類型，假設在此 板單元上施加兩輛車組成的試驗車輛荷載（假設從左側開上橋梁），車輛軸重、 軸距、下距統(tǒng)計如下表：前軸后軸1后軸2前后軸間距后軸間距車距80kN130kN130kN3. 3m1. 3m3m定義車輛荷載名稱，選擇荷載類型為集中荷載，定義試驗車輛的荷載的局部 坐標，假設第一輛車的后軸2位于。點，根據軸距及車距，依次定義其余軸重位 置，完成試驗車輛荷載的定義。完成平面荷載定義后，選擇分配平面荷載，主要 是把之前定義的車輛平面荷載放在加載位置上，加載位置通過三點確定：原點、 x軸上任意點、x-y平面上任意點。一般可以將平面

27、荷載中第一個集中荷載放在 加載平面原點位置處，方面平面荷載的定義和分配。北京邁達斯技術有限公司劉浩磊（編）唐曉東（核）11midasCivil技術資料檢測專題應用葺，I “人 )WB.不uTWit5U5wnct3WWfiW逸容天S3印”如果靜載試驗荷載需要進行逐級加載，對于理論計算，可以通過定義施階 段，將不同階段分級荷載定義為不同的荷載組，然后在不同施工階段激活模擬。 試驗過程中要以理論計算結果作為參考，分析控制各分級加載過程。試驗及數據分析根據公路橋梁荷載試驗規(guī)程（征求意見稿）中5. 3節(jié)測試內容中說明，靜載 試驗主要關注控制截面的應力（應變）觀測、撓度變形測試、構件表面開裂狀況、 環(huán)境溫

28、度等，并給出不同橋型的試驗測試內容表格。另外5. 5節(jié)給出了詳細的應北京邁達斯技術rr陽公司劉浩磊（編）唐曉東（核）12inidas Civil技術資料檢測專題應用變測點、變形測點的布置示意圖，可根據此規(guī)定選擇相應的控制截面應變、變形 測點布置，并在試驗過程中作為記錄和監(jiān)測。試驗完畢后，需要結合公路橋梁荷載試驗規(guī)程（征求意見稿）進行試驗數據 分析，主要包括對于試驗資料進行測值、溫度影響修正和支座沉降影響的修正: 各測點變形與應變計算；主要測點的相對殘余變形；靜載加載試驗主要測點的校 驗系數；詳見公路橋梁荷載試驗規(guī)程（征求意見稿）5. 7節(jié)。在此主要列出靜載加載試驗主要測點的校驗系數計算：”=”

29、式中2表示試驗荷載作用下量測的彈性變形（或應變）值：S5表示試驗荷載作用下的理論計算變形（或應變）值。S,與Ss的比較，可用實測的橫截面平均值與設計值比較，也可考慮荷載橫向 不均勻分布而選用實測最大值與考慮橫向增大系數的計算值進行比較。橫向增大 系數最好采用實測值，如無實測值也可采用理論計算值，實測橫向不均勻增大系 數與=9，5所g為實測變形（或應變）的最大值，咒為橫向各測點實測變形 （或應變）平均值。對于Ss理論計算值，civil計算可以輸出變形和應力值，其 中通過結果）變形中查看相應控制截面位置處的變形值（不能輸出各個測點的變 形）；通過結果應力梁單元應力查看相應控制截面的最大組合應力，如

30、果要結 合測點布置輸出相應位置的應力情況，可以通過結果詳細梁單元細部分析輸出 截面上任意點的應力情況，默認輸出的是1T0個應力點，可以結合規(guī)范測點規(guī) 定在前處理截面管理器應力點中添加其他應力測點為附加應力點，然后提取結 果。對于簡單結構的計算應力，可以通過胡克定律計算得到相應測點的應變，然 后與實測應變值進行對比校驗。北京邁達斯技術TT限公司劉浩丸（編）唐曉東（核）13inidas Civil技術資料檢測專題應用對于復雜或者重要的橋梁，如果想要在各測點位置處直接進行變形和應變對比校驗，可以通過midasFEA進行三維實體計算分析，可以計算得到各測點位置 處的變形和應變值，并分別計算每個測點的校

31、驗系數。截面測點布置.圖注：（1） “”表示應變測點，“”表示撓度測點，FEA各測點撓度變形計算結果，可以通過查詢結果并進行標記，如下圖示。偏我工況邊跨最大正彎矩（A截面橫斷面理論撓度圖FEA各測點應變計算結果，可以通過查詢結果并進行標記，如下圖示。北京邁達斯技術TT限公司劉浩磊（編）唐曉東（核）14midasQH技術資料檢測專題應用偏載工況邊跨最大正彎矩（A截面，橫斷面理論應變圖計算完校驗系數后，根據試驗規(guī)程規(guī)定，需要保證I滿足一定的要求Sep4美像0Z2W1C0ke*W458，B7-1 2*心353SC7I5a如1。oticoe3 27“-”1 T1UM-X17HAM-VTV.MZR0TV

32、4.XROTH-YAOTH-ZeEmiEE33EX4BaEQQl”日2cN卡J.，% 匕十、，M，Bit *ifow o.oc 00003 M3.57 W08W0.00 W0 00于 .9 WO.X 0108ON】夕 01Q8K1i* W.IS M *0903010oxTRAWX 0108TRAW0 00RQT74-MCW&3HM0 00RCTH.ROTH-ZVn梅噌 皿rs 可一屋 小_J._彳GTS 的OMOOCiOi0874 247424 0108CMCOO Ot0 00, o oar 01OC01024eo ooociae4$4 8，4 乂 0 000j3W0 00 008E49 13

33、WH Of08W RS、tot I 0 00mrrw-trp. iVIVMjtVIVU9v，g0.8ax*c.x0 w0 000808080 000 0030 00DQOxn0 900 300 90 awe1占IftAH-A3“TQAW2QOTU.XftOTW-VQOTh-2七VIV36VUevmqo.ocIBS-oeo000Q8I，neesjoss：擎與聞enan1 2VfUR北京邁達斯技術rr限公司劉浩磊（編）唐曉東（核）17inidas Civil技術資料檢測專題應用行車動力響應試驗行車動力響應試驗測試內容主要包括動撓度、動應變、振動加速度或速度、 沖擊系數等，測試截面及測點布置可參照【

34、公路橋梁荷載試驗規(guī)程設置，保證能 滿足結構性能評價及數據統(tǒng)計處理的要求。對于無障礙行車試驗，可采用midas civil及FEA進行理論分析計算,通過時程分析中的動力節(jié)點荷載模擬行車效應， 詳細過程如下所示。移動荷載時程分析時程分析（tini e hi story an alysi s）是通過動力方程式對受動力荷載作用的的結 構進行求解的過程，即根據結構本身的特性和所受的荷載來分析其在任意時刻結 構的反應，如位移、內力等。對于橋梁結構的移動荷載進行時程分析，其具體步 驟如下。.建立結構模型.輸入質量數據.輸入特征值分析數據.進行特征值分析.分析特征值分析結果.輸入時程分析數據.進行時程分析.查

35、看時程分析結果北京邁達斯技術TT限公司劉浩磊（編）唐曉東（核）18midasCivil技術資料檢測專翹應用（1）建立結構模型例題如圖1所示，為一 30m跨的單跨橋梁，所施加的車輛荷載可將其理想 化為如圖2所示的三角形荷載。模型的尺寸和荷載等數據如下：P=1 kN , V=80 km/hr600.5 m=30 m圖1.例題模型采用梁單元建模分析，C30混凝土，彈性模量：E=3.0303x104 MPa,截面 慣性矩3333333 cm4,截面如上圖示。由于車輛荷載作用在節(jié)點時是個瞬間作用后隨即消失的一種沖擊荷載，所以 在這里將其近似地模擬為最大值為IkN的三角形荷載，其中時間tl和t2間的時 間

36、差由不輛的速度和所建模型的節(jié)點間距來決定。rimc(scc)圖2.將車輛荷載近似模擬為三角形荷載設車速為 80 km/hr,所以 口=單元長度/車速=0.5 in/（80 kin/lu）=0.0225 sec t2= tlx 2 =0.045 seco（2）輸入質量數據振型桎加法是根據特征值分析的結果來進行的，所以需要輸入特征值分析所 需的質量數據，將自重通過結構類型將自重轉化為質量轉化為質量數據，對此 模型進行特性值分析時只考慮豎直方向，所以選擇“轉換到Z”，其他參數如圖 示。如果考慮二期恒載的質量，可使用“模型,將荷載轉換成質量”的功能將荷 載轉換成節(jié)點質量。北京邁達斯技術TT限公司劉浩磊

37、（編）唐曉東（核）19midasCivil技術資料檢測專題應用M物集不維Q灸H 3-D，-次面XT平壺*銀工情史莊利空曲霹。跖里為“，：冏期理-ris力將自我蕓您為虐俘桃箱刀先& Z特力扎T特力2生力配匡震“確訪層崎臚狂示牛，朽鼻A后與注面赤ar軍畫）齊齊 向WF示中，杵祈后行:與醫(yī)而用tar平豳）看齊R送取冷圖3.結構類型對話框（3）輸入特征值分析數據在主菜單選擇分析,特征值分析控制，按圖4所示輸入相應數據。分析類型 選擇特征值向量中的子空間迭代或Lanczos均可。在特征值分析控制對話框中輸 入振型數量，增加頻率數量可以提高結果的精確性，但所需的分析時間會很長, 而且高階模態(tài)對結構的動力反

38、應的影響不是很大，所以我們對這個模型考慮到第 8個模態(tài)，之后查看其振型質量參與系數，看看選取振型數量是否足夠。圖4.特征值分析控制對話框（4）進行特征值分析時程分析中所輸入的分析時間步長對分析結果影響很大，一般將分析時間步 長設為最高階振型周期的1/10比較合適。因此，盡管時程分析與特征值分析可 以同時進行，但為了查看最高階振型的周期和振型參與系數，這里先進行特征值 分析。（5）查看特征值分析結果北京邁達斯技術有限公司劉浩磊（編）唐曉東（核）20inidas Civil技術資料檢測專翹應用根據特征值分析結果，模態(tài)8的自振周期為0.009714秒，查看自振周期和 振型參與質量到模態(tài)8為止的振型參

39、與質量的合計為96.42%,因此我們可以判 斷對于豎直方向的反應，所參與的質量已經足夠可以獲得結構動力反應的主要特 征了。故可近似地將分析時間步長設為（At） = 0.001秒弋T/10 = 0.00097（.千點祺態(tài)0XUYUZRXRYRZ10.000 000.0C0.5302 3962.390.00ooc0.309C0COO0.0)20.000 000.0C0.35ooc62.390.00occ63.M6184coo0.0)30.000 000.0C0.5391291.510.00oocCM63 84coo0.0540.000 000.0C0.000 0091510.000 0016.87

40、791 0.000.0350.000 000.0C0.003K94.770.000 000.00T9 710.000.0960 000 000 0C0 M0 0094 770 000 006 9986 70OCX)0 g70 000 000 0C0OT16496 420 000 000 oo36 70ooo0 0。80 000 000 0C0M0 0096 420 000 003 888 6coo0 0390.000 000.0C0.333 9897.400.00ocoC.30MS8coo0.0)100.000 000.0C0.33ICC97.400.00ooc2.4493 c2C.000.0

41、3模芯nANXTRAM YTRAN-ZR01,N-XR01K-YMFZ七健合計健宮計R5合計展里合計族里合計質里合計1080 000.000.00N33za0.00QOO0.009。Q.00o.oa20 000 000 000 X0 002 S30 00ooc141姐141 Moooooo30 000 000 0C0M0 282 810 000 00OOO141 Moooooo40.000 000.0C0.03occ2.310.00ooc3： 30177 2#coo0.0050.000 000.0C0.5331C2.910.00ocoC 30177 28coo0.0060.000 000.0C

42、0.33OOC2.910.00ooo1S.55192 S3coo0.0370.000 000.0C0QJ9 0S2.960.000 000.00192830.000.0980.000 000.0C0.030 002.960.000 008.63201 460.000.0390.000 000 000.000 032 990 000 000 OO201 46ooo0 03100 000 000 0C0.M0 002990 000 00543206 Mooo0 00,II - 我力0 CM5J I-，交臺Ril114HTS值前口7fk0t-OCttM MS,1fCl1-6 NCCIMQ3MK8)

43、PKOXA 1W，IC1F , I義也e-整-圖15.時程荷載工況下變形形狀北京邁達斯技術rr梁公司劉浩磊（編）唐曉東（核）24midasCivil技術資料檢測專題應用心自時程荷載工況下彎矩包絡圖miiRw A5 印拓 O I0 a m4 r.F力IM wn大 才炳亢8TM _，*4e-.工恒不W時程荷載工況下應力包絡圖杳看各個時刻的結構的反應時，可利用結果 時程分析結果功能，時程分析結果包括位移（速度、加速度）、內力和應力。另外程序也支持以時程圖形和文本的形式輸出結果。北京邁達斯技術有限公司劉浩磊（編）唐曉東（核）25midasCivil技術資料檢測專題應用BrAJflTT*ft tfteItCiVLLAMKCT4ACCUUA ZCyCtAHM- *選擇經果 時程分析結果溺程圖表.在定義題#選擇欄選擇龍彩或梁國元的力儂力，然后添加新的函數，輸入結果函數內容。圖17.時程圖形對話框所示輸入各項參數,以輸出跨中（節(jié)點31、單元31）的位移和彎矩圖形。j j u A-iu|Ri，A甲函熟,時限分圻的提，I時程結果匡曲梁中元店力，應力備濘 msoet單元號： 31結案芟空內力應力點：i-i* CK% 1M in 28 2& 311 xa JO 4 S 3 5 MO 13 UI 幺* *M車速：