0.4 -0.5 0.5 164.1
73 （2-1） 28365.2 -422.0 -422.0 -422.0
422.0 422.0 422.0 -82.8 16.2 -0.5
0.8 -0.8 -326.9
71 （3-1） 28367.6
422.0 422.0 422.0 -422.0 -422.0 -422.0 -76.3
葛昆鹏
一、预应力混凝土桥梁抗倾覆计算
1 引言
2018 年新规《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》对抗倾覆计算做了明确的规定，本篇文 章以某跨度为 45+70+45m 预应力混凝土连续梁桥为例，说明采用 MIDAS 软件进行桥梁结构抗倾覆计算 方法。利用 midas Civil 2019，建立结构有限元模型如图 1 所示。
桥梁荟 2020 二季刊
葛昆鹏
非线性升温
-82.0
-82.0
163.5
165.6
-82.5
-82.5
66（1-1） -447.1 826.1 1608.2 1170.5 -123.4 -121.3
汽 67（1-2） 296.7 -324.0 2203.4 1767.4 -196.4 -193.7
车 73（2-1） 62.5
66.1
-345.3 1779.5
413.6
612.5
荷 71（3-1） 413.6 612.5 1788.7 -345.5
61.1
63.8
载 68（4-1） -122.3 -119.5 1167.3 1609.9 -447.2 825.7
69（4-2） -195.1 -191.4 1765.5 2205.6 295.8 -324.1
预应力混凝土桥梁抗倾覆计算
图 2 CDN 生成倾覆组合 CDN 中定义倾覆参数后，运行计算，得出如下支座反力计算结果：
图 3 CDN 计算特征状态 1 结果
下面通过从 Civil 中提取反）
支 67（1-2） 座 73（2-1） 沉 71（3-1） 降 68（4-1）
的原因是什么？ ................................................................................................................................................................... 35 Q9：自重转换为质量时，是否考虑了转动质量？对结构分析有什么影响？ ...................................... 36 Q10：施工阶段分析时提示如下界面，终止计算是什么原因？ ............................................................... 36
移动荷载取值的？ .............................................................................................................................................................. 33 Q3：抗扭承载能力验算中使用的公式和规范不一致？ ............................................................................... 33 Q4：模型中定义钢束组有什么影响吗？........................................................................................................... 34 Q5：施工阶段分析异常终止是什么原因？ ...................................................................................................... 34 Q6：为什么我某一个阶段激活荷载组来激活钢束，但是钢束并未被激活呢？ ................................. 35 Q7：梁格模型在定义车道时该如何选择参考单元，需要按照就近原则吗？ ...................................... 35 Q8：边界条件已经进行了定义，在进行施工阶段分析时，信息窗口仍提示“边界条件没有定义”
3
69（4-2） 2121.7
桥梁荟 2020 二季刊
预应力混凝土桥梁抗倾覆计算
支座节点号
66（1-1）
67（1-2）
68（4-1）
69（4-2）
支 66（1-1）
-92.9
-92.9
92.9
92.9
座 67（1-2）
-92.9
-92.9
92.9
92.9
沉 68（4-1）
92.9
92.9
-92.9
活荷载
备注 Sz=-1.04
桥面铺装、防撞护栏 升温 25℃ 降温 25℃
考虑沉降量 10mm 4 车道
2 基本组合支座反力
根据 18 混规 4.1.8 条：在作用基本组合下，单向受压支座始终保持受压状态。首先，根据 15 通规进 行荷载组合，CDN 可以生成倾覆验算荷载组合。
1
桥梁荟 2020 二季刊
69（4-2） 钢束二次 徐变二次 收缩二次 整体升温 整体降温 非线性升温
66 （1-1） 2177.1
-92.9 -92.9 -92.9 92.9 92.9 92.9 40.5 -7.1
0.4 -0.5 0.5 164.1
67 （1-2） 2122.6
-92.9 -92.9 -92.9 92.9 92.9 92.9 40.5 -6.9
称？ .......................................................................................................................................................................................... 24 Q7：为什么手算的受压区高度满足要求，但是程序验算受压区高度却显示为 NG？ .....................25 Q8：为何选择 04 规范和选择 18 规范，计算出来的受压区高度差别如此大？.................................27 Q9：双支座简支梁桥在活载工况下，支座位置出现负弯矩 ...................................................................... 28 Q10：设置截面偏心后，梁单元轴力图为何是下图形状？ ........................................................................ 29
-92.9
降 69（4-2）
92.9
92.9
-92.9
-92.9
钢束二次
40.5
40.5
39.0
39.1
徐变二次
-7.1
-6.9
-5.5
-5.2
收缩二次
0.4
0.4
0.5
0.5
整体升温
-0.5
-0.5
-0.7
-0.7
整体降温
0.5
0.5
0.7
0.7
非线性升温
164.1
164.1
165.0
165.0
非线性升温
同样根据 15 通规进行荷载组合，CDN 生成倾覆验算荷载组合，定义倾覆参数后，运行计算，得出如 下抗倾覆稳定计算结果：
图 4 CDN 计算特征状态 2 结果
通过从 Civil 中提取反力，按照规范要求组合进行验证：
支座节点号 恒载反力
66（1-1） 2177.1
67（1-2） 2122.6
68（4-1） 2176.3
-82.0
-82.0
-82.5
-82.5
汽 66（1-1）
-447.1
826.1
-123.4
-121.3
车 67（1-2）
296.7
-324.0
-196.4
-193.7
荷 68（4-1）
-122.3
-119.5
倾覆 1-10 组合 1451.8
最小值
1569.9 27259.5 27254.5
1450.4
1568.6
从上述，CDN 计算抗倾覆进行特征状态 1 是考虑温度荷载、温度梯度荷载引起支座反力，支座沉降和
移动荷载按并发值计算，结果输出的是生成倾覆基本组合所有结果最小值。
3 标准组合抗倾覆稳定系数
根据 18 混规 4.1.8 条条文说明：
快问快答 Q1：正截面抗裂验算准永久组合下，CDN 显示出现拉应力，在 CIVIL 中找不到对应组合的结果？ .......................................................................................................................................................................................... 32 Q2：为什么模型中查看移动荷载追踪器的移动荷载和结果中反力不一致？MIDAS 中是如何考虑
典型问题 Q1：关于 CIVIL 中有效宽度和 CDN 中有效截面的理解..............................................................................17 Q2：支座刚度取值问题 ........................................................................................................................................... 18 Q3：截面设置中“考虑翘曲效果（7 自由度）”对计算结果的影响 ..........................................................19 Q4：模型中设置了刚性连接，但两者位移仍不一致.................................................................................... 21 Q5：对称结构，支座对称布置，移动荷载作用下反力差异很大？ ........................................................ 22 Q6：结构对称，荷载对称，从张拉顶板预应力钢束阶段开始，CS:合计作用下算出的反力不对