钢桥课程设计-两跨连续钢箱梁人行天桥的梁设计.docx

《钢桥》课程设计设计题目：两跨连续钢箱梁人行天桥的梁设计课程名称：《钢桥》学院：土木工程学院专业：桥梁与隧道工程班级：土木133学号：学生姓名：指导教师：2016年12月9日设计成绩评语年月日目录Content一、《钢桥》课程设计要达到的目的……………………………1二、设计资料及设计要求………………………………………1三、建模过程介绍………………………………………………2四、给模型施加荷载过程介绍…………………………………11五、运行分析模型过程介绍……………………………………16六、后处理分析模型过程介绍…………………………………17七、后处理分析模型的最后一个阶段，结果分析过程介绍……20PAGE\*MERGEFORMAT22两跨连续钢箱梁人行天桥的梁设计一、《钢桥》课程设计要达到的目的现代钢桥按主梁划分为钢板梁桥、钢箱梁桥、钢桁梁桥和组合梁桥，按结构传力形式及桥型可分为斜拉桥、悬索桥和拱桥，这些都是现代钢桥的主要对象。这些桥的受力复杂，所以其全寿命周期设计必须依赖于计算机辅助（CAD）完成，目前主要是采用Midas/civil进行辅助设计，所以学习Midas/civil的基本使用是本课程设计的主要目标。另外，以简单的两跨连续钢箱梁人行天桥的梁设计，就可以基本涵盖建模、施加荷载、运行分析、结果查看和对照规范进行设计等环节，也会体现Midas/civil设计过程中的前处理和后处理的要求，所以本课程的设计时“麻雀虽小五脏俱全”。要求使用Midas/civil主要设计与分析该桥主梁，把设计的理论思想和具体使用软件的步骤表述清楚，做到原理明白、思路清晰、操作具体和数据明确等设计要求。二、设计资料及设计要求1.桥梁简介及设计参数本课程设计依托的是工程实例某市一座两跨连续钢箱梁人行天桥，跨径布置为25.75+21.65米。桥梁的设计参数主要有以下几点，没有提及的按规范推荐取用或合理按照工程经验选取。（1）钢箱梁桥的几何信息：根据给定的CAD文件，桥最外围宽度是4000mm，因两侧设有栏杆，宽度为250mm，所以桥面全宽3500mm。天桥为两跨连续箱形截面梁，跨径为257500+216500mm。截面为单梁双室箱形截面，箱梁钢板厚度为50mm，双轴对称矩形截面，连腹板净高1100mm，全高1200mm，如图1所示。图1钢箱梁截面几何尺寸（2）钢箱梁桥的材料信息：根据CAD给定的图纸可知，该桥主梁选用Q345钢。（3）钢箱梁桥的荷载信息：考虑人群荷载为5.0kN/m2。自重是默认必须加以考虑的荷载，另外为了更符合工程实际情况，可自主考虑桥面系铺装荷载和温度荷载。2.桥梁设计要求按照给定的CAD图纸将该桥模型在MIDAS/Civil中建立有限元模型，其中可以只建出梁体，不建立墩柱模型，并按照要求施加相应的荷载进行计算分析。三、建模过程介绍建模过程为了贯彻原理明白、思路清晰、操作具体等要求，所以对建模的操作步骤进行分点叙述，在每一个操作步骤前对该操作进行原理解释，没有解释价值的操作步骤省略原理解释。如下：（1）打开并运行MidasCivil软件，点击新项目（或快捷键Ctrl+N）。操作步骤为：打开文件>保存文件>命名文件名（命名为“两跨的钢箱梁桥的梁设计”）>点击保存。（2）为了使从CAD中导入MidasCivil的DXF文件图形的单位统一，所以需要设置单位，同时，单位体系设置也是建模必不可少的一步，体现前处理的设置要求。具体操作步骤为：将单位体系设置为“N”和“mm”。（3）接下来设置材料特性，其地位同样是建模前处理的主要步骤。具体操作步骤为：从主菜单中选择特性>材料特性值（弹出“材料和截面”对话框，如图2所示）>材料。图2“材料和截面”对话框接下来再点击“添加”，弹出“材料数据”对话框，设计类型栏里选择“钢材”，钢材规范栏里选择“GB03（S）（中国国家标准，钢结构设计规范GB50017-2003）”，数据库栏里选择“Q345”，其他为默认选择，然后点击确认，并关闭材料和截面对话框，这样就完成了建模采用的材料和设计依据的规范的选择设置了，如图3所示。图3“材料数据”对话框（4）需要计算箱形梁的截面特性。先设置单位的统一，具体操作步骤为：选择主菜单工具>截面特性计算器,弹出“Setting”对话框，设置Force（力）的单位N，设置Length（长度）的单位mm，点击OK，如图4所示。图4截面特性计算器单位设置（setting）对话框（5）从AutoCAD中向MidasCivil导入模型截面图形，首先要用直线段在AutoCAD中绘制箱形梁截面图形，并把只有该图形的AutoCAD文件保存为DXF类型文件，并命名为“截面.DXF”类型，选择低版本，如2000版，并保存在桌面上。由于具体操作过程在AutoCAD上完成，所以省略操作步骤。在M