土木工程使用MIDAS/Civil 软件在现浇梁施工中临时支架的模
拟计算应用
摘要：对于铁路和公路现浇桥梁中临时支架的模拟计算中，采用midas/civil通用的空间有限元分析软件，可以对贝雷梁支架、型钢支架等较复杂的临时结构进行整体建模计算，从计算结果可以看出贝雷梁、型钢支架及钢管柱的受力状态，并根据施工现场实际备料情况优化临时结构杆件的型号和布置，对于施工现场的临时结构安全和降低成本具有指导性施工组织意义。
关键词：midas/civil软件应用；临时结构；贝雷梁支架；优化 中图分类号：te973.6 文献标识码：a文章编号： 1. 引言
在铁路和公路的现浇梁施工中，临时支架结构的安全、稳定、合理和经济性显得尤为重要。
midas/civil软件结构计算软件针对各种常用结构构件都有相应的模拟数据，可以整体模拟受力计算。并且该软件还具有模型修改简便、施工荷载加载简单、单根杆件受力状态清晰、与现行设计（施工）规范条款一致等特点。施工人员编制施工组织设计前可以施工现场实际情况选取构件型号并使用该软件建立整体模型、并能模拟构件实际受力状态、并根据计算结果优化贝雷梁、型钢支架布置，具有避免返工（或二次加固）降低施工成本、提高经济效益等重要意义。
本文结合改建长图线牡丹江特大桥跨华康大道40++40m（单线）现浇连续梁临时支架实例，使用该软件进行结构计算和临时结构优化。
2. 工程概况
改建长图线牡丹江特大桥34#～37#墩40++40m连续梁，起点里gdk157+552.05，终点里程为gdk157+697.47,梁体全长145.2m，最大梁高为5.045m，最小梁高为2.745m，顶板宽4.9m，底板宽4.0米。连续梁平面位于圆曲线半径4000m的缓和曲线上，竖向位于1.83‰的纵坡上。该连续梁34#、37#墩承台尺寸为6.8×5.8×2.5m，35#、36#墩承台尺寸为9×8.2×3m，34#～37#墩墩顶纵宽分别为2.3m、3.6m、3.6m、2.3m，34#～37#墩高分别为12.5m、8m、8m、10.5m。该梁中跨跨越华康大道，与华康大道成44°，梁体投影范围内主车道宽度为12.25m、中间隔离带宽度4m，34#墩承台角与华康大道的最小距离为1.8m， 35#墩承台角与华康大道的最小距离为2.5m。
3. 支架初步选择构件布置
中跨采用(9+2×12+15) m跨贝雷梁，横向设14片贝雷梁间距为30cm+2×22.5cm+30cm+2×45cm+60cm+2×
45cm+30cm+222.5cm+30cm。每排钢管柱采用3根φ630×10mm钢管，钢管横桥向投影间距（1.7+1.7）m，钢管之间设置双[20a槽钢剪刀撑进行加固，贝雷梁与钢管柱之间设2根i56c工字钢。边跨采用3×12m跨贝雷梁，横向设12片贝雷梁间距为3×30cm+2×
45cm+60cm+2×45cm+3×30cm。每排钢管柱采用2根φ630×10mm钢管，钢管横桥向投影间距3.4m，贝雷梁与钢管柱之间设2根i45工字钢，钢管之间设置双[20a槽钢剪刀撑进行加固。除墩身处钢管柱位于承台上，其它钢管柱底设条形基础或桩基础，中跨共5排钢管柱，中间三排基础位于华康大道上，设置条形基础，贝雷梁顶设纵距为60cm，墩身两侧4.0m范围内加密为30cm，横向为15×15cm的方木，方木顶设碗扣脚手架，脚手架横向间距底板处60cm、腹板处30cm，脚手架顶设纵、横向方木，纵向方木尺寸15×15cm、横向间距为腹板处30cm，底板处60cm；横向方木尺寸10×10cm，横向方木纵向间距30cm，方木顶设15mm厚竹胶板。支架布置及横断面图如下图所示：
中跨布置横断面图
边跨布置横断面图 4. 荷载计算
根据该桥梁图和设计说明计算为：中跨15截面和21截面为荷载最大和最小两个截面：腹板单根纵梁荷载（kn/m）分别为24.5和12.9。底板单根纵梁荷载（kn/m）分别为17.7和11.1。 边跨12截面和5截面为荷载最大和最小两个截面：腹板单根纵梁荷载（kn/m）分别为31.09和14.79。底板单根纵梁荷载（kn/m）分别为21.5和11.39。
5. 中跨采用midas/civil软件建模及计算
采用midas建模，贝雷梁采用虚梁。计算模型如图： 5.1贝雷梁 弯矩图：
最大弯矩391 kn. m<788kn·m。 剪力图：
最大剪力156.8kn<245.2kn。 挠度
=30.7mm<15×1000/400＝37.5 mm。 5.2 i56c横梁 应力图
横梁共5排，最大应力位于15m跨的右侧横梁，最大应力127.5 mpa<205mpa。 位移图：
最大挠度值位于15m跨的右侧横梁悬出端，悬出端长度0.8m， 最大挠度2.43mm<800/200=4.0mm。 5.3 钢管柱 应力图
钢管柱共5排，最大应力位于15m跨右侧一排的钢管柱，应力值182.5mpa＜205 mpa。 反力图
最大反力1257.4kn。 钢管柱稳定性检算：
由《钢结构设计规范》查得b类截面 ，
则1257.4× 103/（194.779× 102× 0.732）=88.18mpa＜215mpa满足稳定性要求。
中跨采用midas/civil软件建模及计算 6.1贝雷梁
采用midas建模，贝雷梁采用虚梁，。计算模型如图： 弯矩图：
最大弯矩341.9 kn. m<788kn·m。 剪力图
最大剪力185.8kn<245.2kn。 挠度图
最大挠度值12.5mm<12×1000/400＝30 mm。 6.2 双i45工字钢横梁 应力图
最大应力155.6 mpa<205mpa。 位移图
最大挠度7.9mm<3×1000/200＝15 mm。 6.3 钢管柱
最大值161.6mpa＜205 mpa。
反力图
最大反力1725.3kn。 钢管柱稳定性检算： 由中跨钢管柱计算得
则1725.3× 103/（194.779× 102× 0.732）=121mpa＜215mpa 稳定性满足要求。 支架优化
根据对初拟临时支架杆件型号及布置的模拟受力情况看，可以看出杆件的应力、剪力、扰度富余量较大，因此施工时优化了贝雷梁布置间距、工字钢型号、钢管柱规格等。施工时，测量各杆件挠度与模型计算结果基本一致，并减少施工成本约5万元。
需要特别指出的是，midas/civil结构软件中构件数据参数均为完好并达到国家有关技术标准后的数值。在施工中往往采用租用、重复使用构件等情况，构件在使用前往往造成破损或弯曲，其抗剪、抗弯、焊接等性能均有所降低，因此应根据所准备材料预留合理的强度、稳定性及挠度富余量，并需在现浇梁施工前根据设计要求或相应规范条款进行堆载预压，实际模拟结构受力状态为准，才能做到临时支架结构的安全、稳定和经济。 参考文献 (references)
[1] gb50017-2003 钢结构设计规范[ s ]
[2] 徐君诚，midas civil软件在临时结构中的应用
[3] 北京迈达斯技术有限公司 编著 ，midas/civil使用手册，北京迈达斯技术有限公司
奚鎏：男，1985年生，中国土木工程集团有限公司、助理工程师
