midasCivil在桥梁承载能力检算及荷载试验中的应用(以CivilV2012为例).docx

目录 桥梁承载能力检算评定 2 检算总述 2 作用及抗力效应计算 2 桥梁荷载试验 7 静载试验 7 确定试验荷载 7 试验荷载理论计算 10 试验及数据分析 12 试验结果评定 15 动载试验 16 自振特性试验 16 行车动力响应试验 18 移动荷载时程分析 18 动力荷载效率 29 试验数据分析及结构动力性能评价 29 参考文献 30 精选文档 精选文档 PAGE 2 PAGE 2 — 结合公路桥梁承载能力检测评定规程，应进行桥梁承载能力检算评定，判断荷载作用检算结果是否满足要求。另外如果作用效应与抗力效应的比值在 1.0— —1.2 之间时，尚需根据规范规定进行荷载试验评定承载能力。下面将对 midas Civil 在桥梁承载能力检算评定及荷载试验中的应用详细叙述。 桥梁承载能力检算评定 检算总述 进行桥梁承载能力检测评定时需要进行（1）桥梁缺损状况检查评定（2）桥梁材质与状态参数检测评定（3）桥梁承载能力检算评定。通过（1）、（2）及实际运营荷载状况调查，确定分项检算系数，根据得到的分项检算系数，对桥梁承载能力极限状态的抗力及正常使用极限状态的容许值进行修正，然后将计算作用效应值与修正抗力或容许值作对比，判断检算结果是否满足要求。一般来说承载能力检算主要包括抗弯、正斜截面抗剪承载力检算、裂缝宽度检算、挠度检算、稳定性验算等。 作用及抗力效应计算 为得到检测桥梁在荷载作用下的计算效应值，可以通过 midas Civil 进行计算分析得到。对于预应力混凝土及钢筋混凝土等配筋混凝土桥梁，为得到结构抗力效应值，可以结合 PSC 设计、RC 设计验算得到相应抗力值。前处理当中需要考虑自重、二期及其他恒载、预应力荷载、成桥时候的温度作用（整体升降温+梯度升降温）、移动荷载、支座沉降（根据实测得到的变位定义）等荷载作用；定义施工阶段分析，可设置包括一次成桥及服役时间长度的收缩徐变两个阶段。计算分析完毕后，先进行荷载组合：结果荷载组合，选择“混凝土设计”表单，可以结合通用设计规范 D60-04 自动生成功能生成荷载组合，组合类型按照检测评定规程选择承载能力极限状态设计和正常使用极限状态设计，分别进行结构抗 弯、剪、扭验算及抗裂验算。 精选文档 精选文档 PAGE 10 PAGE 10 — 进行 PSC 设计验算时，输出参数中可以只选择抗弯、剪、扭验算及抗裂验算内容；如果不考虑扭矩验算，相应选项可不勾选。进行 RC 设计时，选择承载能力极限状态验算，进行抗弯、剪、扭验算及裂缝宽度验算。 对于混凝土桥梁，可以结合规范检测评定规程（JTG/T J21-2011）6.4 节的规定确定检测位置及内容：跨中正弯矩、支点附近剪力、1/4 截面附近弯剪组合连续梁墩顶负弯矩等，选中这些位置处的单元，作为设计位置。当然也可以将全桥主梁单元均作为设计位置。 设计验算完毕后，可以在结果当中表格里面通过表格查找到桥梁作用效应值及抗力值。 （1）对于抗弯、抗剪、抗扭验算，以承载能力极限状态抗弯设计验算为例，γ Mu 即为考虑结构重要性系数的作用效应值，Mn 为桥梁抗弯承载能力。 对于正常使用极限状态抗裂验算，以正常使用极限状态正截面抗剪验算为例， 程序分别输出截面顶板、底板及四个角点位置处的正应力结果，然后取其最大值得到 Sig_MAX，即可作为作用效应值， Sig_ALW 为容许应力值，即正截面抗裂抗力值。 对于裂缝宽度验算，可以在 RC 设计验算中输出，也可以在 PSC 设计验算中对B 类部分预应力桥梁输出。以 B 类部分预应力桥梁裂缝宽度验算为例，Sig_SS 表示受拉钢筋应力，W_tk 是计算裂缝宽度，W_AC 为允许裂缝宽度。在检测评定规范 7.3.4 中裂缝宽度限值表也给出了各类别桥梁容许最大裂缝宽度。 对于挠度检算，在 civil 中不需要进行设计，可以直接在结果变形当中查找到相应荷载组合或工况下的位移，如下图中承载能力极限状态组合 1 下的位移， 提取相应检算位置处的变形，将其与容许变形对比进行检算。 （5）对于稳定性验算，可以通过 civil 进行屈曲分析，得出桥梁结构在自重等静力荷载作用下的特征值，即安全系数，安全系数越大，结构越稳定。 通过计算分析得到作用效应值及抗力值后，尚需根据桥梁缺损状况检查评定和桥梁材质与状态参数检测评定确定承载能力检算系数 Z1,对于钢筋混凝土桥梁尚需确定承载能力恶化系数、截面折减系数、钢筋截面折减系数等，通过规范公式 7.3.1、7.3.3-1、7.3.3-2、7.3.3-3 分别进行强度、应力、变形、裂缝宽度验算。 对于圬工结构桥梁可以通过 civil 计算分析得到荷载作用效应值，然后将其与引入承载能力检算系数 Z1 修正的抗力值作对比