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工程流体力学(第六版)
测量学教程(第四版)
建筑制图（第三版）
建筑场地分析
桥梁作为一种基础设施,在改善交通状况的同时,也是自然景观的重要组成部分。随着现代科技的发展,桥梁的种类越来越多,桥型越来越复杂,呈现出多样性和多功能性,对桥梁工程师的专业技术水平要求也越来越高。随着计算机广泛应用以及有限元理论的日益发展,功能强大、精度可靠的专用有限元软件在桥梁分析设计中得到了普遍的推广。
本书共分为8章。具体内容如下:
第1章 midasCivil的功能特点及优点。介绍了 midas的成长历程,对 midasCivil的建模功能、分析功能和设计功能进行了简单说明。
第2章 midasCivil一般建模操作简介。详细地介绍了 midasCivil模型建立、模型分析的过程。
第3章 连续梁桥分析。以一座30+50+30=110(m)三跨混凝土连续梁桥为例,介绍了 midasCivil的模型建立、分析功能及结果查看等。
第4章 斜桥与弯桥分析。斜桥与弯桥受力性能比一般桥梁复杂,平面结构计算软件无法对其进行精确的分析。本章用两个小例子,分析斜桥和弯桥的受力特点,并分析了弯桥的稳定性。
第5章 斜拉桥成桥阶段和施工阶段分析。以单塔双索面双边箱断面预应力混凝土箱梁矮塔斜拉桥为例,介绍了斜拉桥分析模型的建立,通过未知荷载系数法计算拉索结构的初始平衡状态拉索索力,并对桥梁的施工阶段分析方法和步骤做了详细的阐述。
第6章 桥梁抗震分析。介绍了桥梁抗震分析与设计的注意事项,以一座30+50+30=110(m)的单箱单室连续刚构桥为例,用反应谱法和时程分析法做了桥梁地震响应分析。
第7章 拱桥施工监控分析。以主跨计算跨径60 m 的钢管混凝土提篮式拱桥为例,做了全桥上部结构的仿真分析,拱肋施工过程中的稳定分析,及施工过程的参数敏感性分析、参数误差估计和现场实测数据分析。
第8章 midasCivil在桥梁检测中的应用。以某下承式异形系杆钢拱桥为例,建立有限元模型,模拟分析了桥梁的静力特性、动力特性,将 模 拟 结 果 与 实 测 结 果 进 行 了 对 比 分析。用有限元模拟桥梁的实际工作情况得出的参考数据,作为在对桥梁实际使用过程中的健康检测和维护及桥梁的安全评定的依据。
第1章 midasCivil的功能特点及优点 …………………………………………………… 1
1.1 midas公司简介 …………………………………………………………………… 1
1.2 功能模块介绍及产品功能 ………………………………………………………… 2
1.2.1 功能模块简介 …………………………………………………………… 2
1.2.2 与同类软件功能对比 …………………………………………………… 13
1.2.3 新版功能改进———midasCivil2010升级内容说明 …………………… 13
第2章 midasCivil一般建模操作简介 …………………………………………………… 16
2.1 材料定义 ………………………………………………………………………… 16
2.2 时间依存材料定义 ……………………………………………………………… 18
2.3 截面定义 ………………………………………………………………………… 19
2.4 建立节点 ………………………………………………………………………… 22
2.5 建立单元 ………………………………………………………………………… 24
2.6 建立边界条件 …………………………………………………………………… 28
2.7 定义荷载 ………………………………………………………………………… 30
2.8 组的定义 ………………………………………………………………………… 37
第3章 连续梁桥分析 ……………………………………………………………………… 40
3.1 概要 ……………………………………………………………………………… 40
3.2 设置操作环境 …………………………………………………………………… 42
3.3 定义材料和截面 ………………………………………………………………… 43
3.3.1 定义材料 ………………………………………………………………… 43
3.3.2 定义截面 ………………………………………………………………… 44
3.4 建立结构模型 …………………………………………………………………… 47
3.4.1 利用建立节点和扩展单元的功能来建立单元 ………………………… 47
3.4.2 建立桥墩单元 …………………………………………………………… 50
3.5 输入边界条件 …………………………………………………………………… 52
3.6 输入荷载 ………………………………………………………………………… 55
3.7 输入钢束特性值 ………………………………………………………………… 57
3.8 输入钢束形状 …………………………………………………………………… 58
3.9 输入钢束预应力荷载 …………………………………………………………… 60
3.10 输入移动荷载数据 ……………………………………………………………… 61
3.11 运行结构分析 …………………………………………………………………… 65
3.12 查看分析结果 …………………………………………………………………… 65
第4章 斜桥与弯桥分析 …………………………………………………………………… 68
4.1 斜桥 ……………………………………………………………………………… 68
4.1.1 概述 ……………………………………………………………………… 68
4.1.2 斜交桥梁的受力特点 …………………………………………………… 68
4.1.3 建模方法 ………………………………………………………………… 70
4.2 弯桥 ……………………………………………………………………………… 71
4.2.1 概述 ……………………………………………………………………… 71
4.2.2 弯桥的受力特点 ………………………………………………………… 71
4.2.3 建模方法及要点 ………………………………………………………… 73
4.2.4 弯桥建模例题 …………………………………………………………… 75
4.2.5 弯桥的稳定分析 ………………………………………………………… 80
第5章 斜拉桥成桥阶段和施工阶段分析 ………………………………………………… 83
5.1 概要 ……………………………………………………………………………… 83
5.1.1 桥梁基本数据 …………………………………………………………… 83
5.1.2 荷载 ……………………………………………………………………… 84
5.1.3 设定建模环境 …………………………………………………………… 84
5.2 定义材料和截面的特性值 ……………………………………………………… 85
5.2.1 输入拉索、主梁、索塔、主梁横向系梁、索塔横梁的材料特性值 ……… 85
5.2.2 定义时间依存性材料 …………………………………………………… 86
5.2.3 输入拉索、主梁、索塔、主梁横向系梁、索塔横梁等的截面特性值 …… 87
5.3 结构建模 ………………………………………………………………………… 88
5.3.1 建立节点 ………………………………………………………………… 89
5.3.2 根据结构形式建立单元 ………………………………………………… 90
5.4 建立约束条件 …………………………………………………………………… 95
5.4.1 建立主梁约束 …………………………………………………………… 95
5.4.2 建立桥墩约束 …………………………………………………………… 95
5.4.3 建立支座约束 …………………………………………………………… 95
5.4.4 建立主梁边界约束 ……………………………………………………… 96
5.5 输入荷载条件 …………………………………………………………………… 96
5.6 输入荷载 ………………………………………………………………………… 97
5.7 运行结构分析 …………………………………………………………………… 99
5.8 建立荷载组合 …………………………………………………………………… 99
5.9 计算未知荷载系数 ……………………………………………………………… 100
5.10 查看成桥阶段分析结果 ……………………………………………………… 102
5.11 施工阶段分析 ………………………………………………………………… 102
5.11.1 施工阶段分类 ………………………………………………………… 103
5.11.2 施工阶段分析方法 …………………………………………………… 103
5.11.3 定义施工阶段名称 …………………………………………………… 104
5.11.4 定义结构组 …………………………………………………………… 105
5.11.5 定义边界组 …………………………………………………………… 107
5.11.6 定义荷载组 …………………………………………………………… 108
5.11.7 建立施工阶段 ………………………………………………………… 110
5.11.8 输入施工阶段分析控制数据 ………………………………………… 110
5.11.9 运行结构分析 ………………………………………………………… 111
5.11.10 查看施工阶段分析结果 …………………………………………… 111
第6章 桥梁抗震分析 …………………………………………………………………… 117
6.1 桥梁抗震分析与设计注意事项 ………………………………………………… 117
6.1.1 动力分析模型刚度的模拟 …………………………………………… 117
6.1.2 动力分析模型质量的模拟 …………………………………………… 117
6.1.3 动力分析模型阻尼的模拟 …………………………………………… 118
6.1.4 动力分析模型边界的模拟 …………………………………………… 118
6.1.5 特征值分析方法 ……………………………………………………… 119
6.1.6 反应谱的概念 ………………………………………………………… 119
6.1.7 反应谱荷载工况的定义 ……………………………………………… 119
6.1.8 反应谱分析振型组合的方法 ………………………………………… 120
6.1.9 时程分析的计算方法 ………………………………………………… 120
6.2 桥梁抗震分析与设计例题 ……………………………………………………… 120
6.2.1 概要 …………………………………………………………………… 120
6.2.2 输入质量 ……………………………………………………………… 121
6.2.3 输入反应谱数据 ……………………………………………………… 124
6.2.4 特征值分析 …………………………………………………………… 125
6.2.5 查看振型分析与反应谱分析结果 …………………………………… 126
6.2.6 输入时程分析数据 …………………………………………………… 132
6.2.7 查看时程分析结果 …………………………………………………… 134
6.3 抗震设计 ………………………………………………………………………… 138
第7章 拱桥施工监控分析 ……………………………………………………………… 139
7.1 基本介绍 ………………………………………………………………………… 139
7.1.1 全桥上部结构仿真分析 ……………………………………………… 140
7.1.2 拱肋施工过程中的稳定性分析 ……………………………………… 140
7.1.3 施工过程的参数敏感性分析、参数误差估计和现场实测数据分析……… 140
7.2 上部结构仿真计算分析 ………………………………………………………… 140
7.2.1 桥梁施工控制结构分析方法 ………………………………………… 140
7.2.2 拱桥结构空间分析有限元模型 ……………………………………… 141
7.3 拱桥施工过程计算分析 ………………………………………………………… 144
7.3.1 拱桥施工工况 ………………………………………………………… 144
7.3.2 拱桥施工阶段变形计算 ……………………………………………… 144
7.3.3 拱桥预拱度计算 ……………………………………………………… 149
7.3.4 施工阶段应力计算 …………………………………………………… 150
7.3.5 吊杆调索计算 ………………………………………………………… 153
7.4 设计参数敏感性分析 …………………………………………………………… 156
7.4.1 施工控制误差分析 …………………………………………………… 156
7.4.2 设计参数误差 ………………………………………………………… 156
7.4.3 施工误差 ……………………………………………………………… 157
7.4.4 测量误差 ……………………………………………………………… 157
7.4.5 结构分析模型误差 …………………………………………………… 157
7.5 设计参数敏感性分析 …………………………………………………………… 158
7.5.1 结构刚度敏感性分析 ………………………………………………… 158
7.5.2 结构容重敏感性分析 ………………………………………………… 160
7.5.3 环境温度敏感性分析 ………………………………………………… 161
7.5.4 参数敏感性分析总结 ………………………………………………… 162
7.5.5 参数误差估计的最小二乘法 ………………………………………… 162
7.6 结论 ……………………………………………………………………………… 164
第8章 midasCivil在桥梁检测中的应用 ……………………………………………… 165
8.1 引言 ……………………………………………………………………………… 165
8.2 工程概况 ………………………………………………………………………… 165
8.3 试验目的 ………………………………………………………………………… 166
8.4 试验内容 ………………………………………………………………………… 166
8.4.1 桥梁常规检查 ………………………………………………………… 167
8.4.2 桥梁静载试验 ………………………………………………………… 167
8.4.3 桥梁动载试验 ………………………………………………………… 168
8.4.4 桥梁结构评定内容 …………………………………………………… 168
8.4.5 加载工况及测试内容 ………………………………………………… 168
8.4.6 观测方法及所用仪器 ………………………………………………… 169
8.4.7 加载原则 ……………………………………………………………… 170
8.4.8 测点布置 ……………………………………………………………… 170
8.4.9 加载方案 ……………………………………………………………… 174
8.5 桥梁动载试验方案 ……………………………………………………………… 180
8.5.1 动载试验测试检测内容 ……………………………………………… 180
8.5.2 动载试验测点布置 …………………………………………………… 180
8.5.3 试验荷载 ……………………………………………………………… 180
8.5.4 加载程序 ……………………………………………………………… 181
8.5.5 动态测试方案 ………………………………………………………… 181
8.6 桥梁静载试验结果与分析 ……………………………………………………… 181
8.6.1 西侧引桥挠度结果 …………………………………………………… 181
8.6.2 西侧引桥应变结果 …………………………………………………… 184
8.6.3 东侧引桥挠度结果 …………………………………………………… 188
8.6.4 东侧引桥应变结果 …………………………………………………… 189
8.6.5 主桥挠度结果 ………………………………………………………… 191
8.6.6 主桥应力结果 ………………………………………………………… 212
8.6.7 主桥索力试验结果 …………………………………………………… 225
8.7 桥梁动载试验结果与分析 ……………………………………………………… 227
8.7.1 动力特性理论计算 …………………………………………………… 227
8.7.2 动载试验结果 ………………………………………………………… 230
8.7.3 跑车试验 ……………………………………………………………… 230
8.7.4 跳车试验 ……………………………………………………………… 231
8.7.5 实测阻尼比分析 ……………………………………………………… 235
8.7.6 动载试验结论 ………………………………………………………… 236
8.8 结论 ……………………………………………………………………………… 236
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