迈达斯软件在宜毕高速公路中的应用

迈达斯软件在宜毕高速公路中的应用

郑树锋商玉田

中石化胜利建工第一工程处山东省东营市257200

摘要：本文对迈达斯软件在宜毕高速公路中的应用，将计算与工程控制连为一体。通过在高墩模板中的应用，提高了施工人员的质量控制水平；通过在人行爬梯中的应用，用数据分析了爬梯的结构性安全，并总结出了扶墙连接的规律，更切合工程实际。Midas软件的技术结果可以指导生产、提供安全分析，为工程生产提供有益的帮助。

关键词：软件；高墩柱；应用；

1软件应用的范围：

迈达斯软件是是一种有关结构设计有限元分析软件，由建筑、桥梁、岩土、机械等领域的软件组成，由韩国MIDASIT公司开发。云南宜毕高速公路设计道路、桥梁、隧道、高边坡、高墩是一个综合性工程。在编制专项方案的过程中，需要专家论证的方案，要求有一些结构性计算。如高墩模板计算、塔吊的荷载计算、衬砌台车的等结构性计算。采用手工计算费时费力而且容易产生错误，并且应力分布不形象。

2迈达斯软件的作用：

采用迈达斯软件解决了这些问题，并且提高了工作效率。通过迈达斯软件还可以清晰的认识应力分布的薄弱点；在施工过程中有针对性薄弱点的采取技术措施保证工程质量。可以对施工过程中进行形变预测，对工程质量起到指导性控制。

3迈达斯软件在应用前的准备工作

首先检查迈达斯软件的参数是否和现行规范要求是否一致。其次是检查计算的公式错误，可以采用通过简单的悬臂梁的挠度进行验证，再通过三跨连续梁进行验算，再通过计算公式手工计算验证两者的数据是否一致，如果计算结果一致可以采用软件计算，否则要调整版本。最后检查建模的类型参数条件是否有无较大的变化，再正式进行软件使用。

4迈达斯软件在高墩模板工程中的应用：

Midas软件在网上下载破解版Midas/cilil6.7.1版本破解版，在打开版面的帮助一览下设置注册密码。打开新项目功能，进行建模工作。调整计算单位为N/mm2；然后施加荷载，进行应力验算，得到下图：

（应力分布图）（侧面应力分布图）

面板最大应力为15.34MPa。σmax=15.34MPa<[σ]=145MPa，同理计算出侧面板的位移为1.9mm，强度和位移都符合要求。从图中可以看出空心墩侧面的应力较大，重要分布在侧面的1/2-1/3处。这样通过以上都是数据便于我们进行质量控制，主要变现在以下两个方面：在施工的过程中，位移是一项便于测量的指标，施工人员对侧面板的位移可以测量，如果测量在3mm之内，认为整个模板安装是正常的。如果出现测量的位移过大，分析原因。首先检查模板安装的牢固程度，其次在检查模板的厚度，最后检查模板的板材质量。这样可以快速锁定问题的方向，其次施工人员可以根据计算软件的应力占要求应力的百分比来控制施工的关键部位。

软件计算应力统计表表1

（盖梁建模图）

应力分布图：面板最大位移为0.38mm，面板最大应力为11.0MPa。σmax=11.0MPa<[σ]=145MPa，横肋、竖肋在最不利荷载组合作用下最大应力为126.6MPa。σmax=126.6MPa<[σ]=145MPa。

（应力分布图）（侧面应力分布图）

同理我们从应力途中，重点控制盖梁下端部的应力，总结出模板的设计横肋、竖肋是重点关注的部位，在后期的工程中，加强横肋、竖肋的设计优化模板。

通过Midas软件的计算，将设计与施工有效的结合在一起。可以使施工人员提高工程质量的控制能力，同时也全面提升队伍素质。

最后可以通过施工检测验证软件计算的准确性，在施工过程中监测可以检测的软件数据的正确性。如果出现问题，分析软件与实际测定数据的误差，首先检测建模的模型以及施加荷载的型式是否出现问题。出现误差特别大的时候可以请专业人员指导。

5Midas软件在人行爬梯中的应用：

人行爬梯在施工中牵扯安全问题，对安全的认识可以通过计算来精确的认识，做到心中有底。人行爬梯的受力部位为大横杆和小横杆，其次是人行爬梯的稳定性，解决以上两个问题，基本解决了技术上的安全隐患。

小横杆为三跨连续梁均布荷载模式，通过软件计算最大为M1=1.98kN.m，强度为最大应力：跨中弯矩的最大值进行强度验算：=4.077N/mm2＜f=205N/mm2，最大挠度：4.063mm＜1268/150=8.45mm，满足要求。可见小横杆的强度不存在安全问题。

大横杆=54.2N/mm2小于205N/mm2，最大挠度为1.492mm＜2438/150=16.25mm，满足要求，也不存在安全问题。

爬梯架整体稳定性的验算：考虑风向对垂直爬梯架的较大面（2.4*3m）来计算，如果在该风荷载的作用下，爬梯架能满足稳定性，那么相应地，当风往其它任何方向吹时，爬梯架也能稳定。当没有连接爬梯管附着在墩身通风孔上时，假定爬梯架能安装的最大高度为h，此时抵抗力矩只能由爬梯架的自重产生。Mω=1219.28kN·m；爬梯架的重量平均分配在每米上为39.32KN；H：=1219.28/39.32=31.0m>4.0m。

按风向垂直爬梯架的较小面（1.2*2.4））来计算，当爬梯架位于墩身之间时，设剪刀撑与顺桥方向的夹角为θ，在风荷载的作用下，爬梯架一侧剪刀撑产生的抵抗力为fˊ=8×COSθ，所以两侧剪刀撑共同产生的抵抗力：f=2fˊ=16COSθ风荷载产生的倾覆力矩为Mω==609.64kN·m；H：=609.64/39.32=15.5m。

这样我们可以统计出规律，人行爬梯在最不利的条件下，理论上在15.5米的情况下，可以不设置扶墙连接。按照技术交底的要求4m设置扶墙连接，安全方面肯定没有问题。

6总结：

本文通过Midas软件分析高墩柱和人行爬梯的计算得出以下结论：

1）工程使用的模板设计的横肋、竖肋虽然符合设计要求，但是安全系数还需要提高改进。

2）软件计算提供的数据可以为施工人员提供质量控制的关键点，对于模板的位移以及挠度是现场施工控制的关键数据。

3）加强对拉杆的应力应变的状况，施工过程中尽量避开对拉杆位置，防止造成人身伤害。

4）通过对人行爬梯的大小横杆的计算，对结构的安全性做到心中有底。人行爬梯的结构设计相对保守。

5）对于人行爬梯的人行爬梯在最不利的条件下，理论上15.5米以内，可以不设置扶墙连接。

参考文献

【1】《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）。

【2】《公路工程施工安全技术规范》（JTGF90-2015）。

【3】《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50－2011）。

【4】《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）。