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技术连载丨桥梁微技术 160【单箱多室宽箱梁 —— 平面和折面梁格对比】

来源外汇天眼 10-04 20:30

这里是北京迈达斯技术有限公司的官方微信平台，midas系列软件最新动向，公司最新活动，业界关注热点将汇聚于此。同时也欢迎全国的midas用户在此与我们互动！辽宁midas Civilmidas Civ

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　　辽宁

　　midas Civil

　　midas Civil是桥梁领域通用结构分析及设计系统，它具有直观的操作界面，并且采用了尖端的计算机显示技术。midas Civil集成了静力分析、动力分析、几何非线性分析、屈曲分析、移动荷载分析、PSC桥分析、悬索桥分析、水化热分析等分析设计功能。

　　midas FEA

　　midas FEA是“目前唯一全部中文化的土木专用非线性及细部分析软件”，它的几何建模和网格划分技术采用了在土木领域中已经被广泛应用的前后处理软件midas FX 的核心技术，同时融入了MIDAS强大的线性、非线性分析内核，并与荷兰TNO DIANA公司进行了技术合作，是一款专门适用于土木领域的高端非线性分析和细部分析软件。

　　midas Civil Designer

　　midas Civil Designer是针对中国规范开发的一款桥涵结构通用设计平台。它以构件验算位置设计验算及结果输出，具有强大的设计功能，使用户一站式完成结构设计。通用midas CivilDesigner的特色功能——预应力钢束调束，用户可根据验算结果快速调整钢束布置，同步实现实时验算；通过“工作树”及图表等方式简便、直观地显示验算及图形结果，并输出符合工程设计要求的计算书，是一款与我国现行规范紧密结合、符合设计人员设计思维和习惯的桥涵结构通用设计平台。

　　midas SmartBDS

　　midas SmartBDS是集建模、分析、设计和施工图绘制为一体的智能化桥梁解决方案，它提供直观友好的操作界面，并且采用了尖端的桥梁结构分析设计、计算机图形处理、施工图纸绘制等技术。midas SmartBDS集成了PSC箱梁（横梁）、RC箱梁（横梁）的分析和设计功能，并可自动绘制并输出PSC箱梁、RC箱梁、下部结构的施工图纸。

　　平面和折面梁格对比

　　折面梁格模型

　　宽箱梁结构中横向分布和剪力滞的关系。

　　采用稀疏划分的宽箱梁截面（可能还需要考虑剪力滞效应）

　　采用致密划分的宽箱梁截面（剪力滞效应无需单独考虑）

　　折面梁格模型的应力表达方式。

　　采用折面梁格模型计算得到宽箱梁桥各道腹板的横向分布。

　　宽桥的常用支座布置

　　0 号腹板剪力横向分布系数沿半跨长变化图

　　1 号腹板剪力横向分布系数沿半跨长变化图

　　2号腹板剪力横向分布系数沿半跨长变化图

　　折面梁格模型

　　折面梁格模型的适用范围和优点：

　　——对于产生面外效应的局部荷载，如桥面板分析、预应力钢束在箱梁底板产生的外崩力效应等，则需要另行计算；

　　——折面梁格模型无法考虑剪力、扭矩在箱梁顶板、底板产生的剪应力，故无法得到顶底板的剪应力和主应力数值；

　　——优势在于反应截面上的正应力差异，即剪力滞效应；反映活载弯矩和剪力的横向分布效应；

　　——折面梁格模型特别适合多腹板的混凝土宽桥分析。

　　折面梁格模型的适用原则：

　　——多梁式的装配式桥梁、单箱多室混凝土箱梁结构，宜采用折面梁格模型；

　　——截面梁格划分时，纵向梁格构件的截面宽度bn≤3m ，工字型截面的单侧翼缘宽度bfn≤6hfn；

　　汉伯利梁格主要存在两个误区：

　　第一：过分强调梁格划分后各分离截面的形心必须保持与原整体截面形心一致，所以按照汉伯利梁格方法建立的梁格一定在一个平面上，故称为平面梁格模型；

　　第二：采用了许多近似参数试图将箱梁剪扭问题一并解决，也就是说汉伯利梁格试图用主要关注的面外受力的。梁格模型来分析主要反映面内受力的箱梁剪扭效应，这种方法本身就存在缺陷。所以想用平面梁格来解决薄壁箱梁问题往往难以奏效。

　　对于前者，即如果没有横梁，汉伯利的方法是对的，即整体截面分解后的刚度“合成”后必须等同于原刚度，截面形心也不变。但是从结构的受力本质上，在梁格模型中纵梁截面及其刚度的“合成”和“组装”是由横梁完成的，故纵梁可以自由划分，各分离截面的模型位于其本身的形心位置，截面特征也即“所见即所得”。由于每道梁的重心不在一个面上，所以这样的模型可以称为“折面梁格模型”。