桥梁博士连续梁桥设计建模步骤与桥博建模技巧样本.docx

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桥梁博士连续梁桥设计建模步骤与桥博建模技巧样本

一、桥梁博士持续梁建模环节

一、Dr.Bridge系统概述

Dr.Bridge系统是一种集可视化数据解决、数据库管理、构造分析、打印与协助为一体综合性桥梁构造设计与施工计算系统。

该系统合用于钢筋混凝土及预应力混凝土持续梁、刚构、持续拱、桁架梁、斜拉桥等各种桥梁形式设计与计算分析，不但能用于直线桥梁计算，同步还能进行斜、弯和异型桥梁计算，以及基本、截面、横向系数等计算。

在设计过程中充分发挥了程序实用性强、可操作性好、自动化限度较高等特点，对于提高桥梁设计能力起到了较好作用。

运用本系统进行设计计算普通需要通过：

离散构造划分单元，施工分析，荷载分析，建立工程项目，输入总体信息、单元信息、钢束信息、施工阶段信息、使用阶段信息以及输入优化阶段信息（索构造），进行项目计算，输出计算成果等几种环节。

二、离散构造与划分单元

1、在进行构造计算之前，一方面要依照桥梁构造方案和施工方案，划分单元并对单元和节点编号，对于单元划分普通遵从如下原则：

（1）对于所关怀截面设定单元分界线，即编制节点号；

（2）构件起点和终点以及变截面起点和终点编制节点号；

（3）不同构件交点或同一构件折点处编制节点号；

（4）施工分界线设定单元分界线，即编制节点号；

（5）当施工分界线两侧位移不同步，应设立两个不同节点，运用主从约束关系考虑该节点处连接方式；

（6）边界或支承处应设立节点；

（7）不同号单元同号节点坐标可以不同，节点不重叠系统形成刚臂；

（8）对桥面单元划分不适当太长或太短，应依照施工荷载设定并考虑活载计算精度统筹兼顾。

由于活载计算是依照桥面单元划分，记录桥面节点处位移影响线，进而得到各单元内力影响线经动态规划加载计算其最值效应。

对于索单元一根索应只设立一种单元。

2、本例为3x30m三跨持续梁，截面在支座处加大以抵抗较大建立，同步利于端部锚固区受力，因此该变截面点处取为单元节点，端点也应取为节点，每跨跨中是取为节点，别的节点是依照计算精度规定定取。

本例共33个节点，划分为32个单元，离散图如下所示：

三、模型建立

1、项目建立

通过“文献”下拉式菜单，选取“新建项目组”或“打开项目组”，再通过“项目”下拉式菜单选取，“创立项目”输入项目名称、通过点击“浏览”来选取存储途径，在下拉条中选取项目类型，此处选取直线桥梁设计计算。

2、输入总体信息

重要用于输入计算类别、计算内容、桥梁环境设立、附加信息以及控制信息输入，由于此例只需要建立模型，详细选型及参数可以按默认值设立即可。

3、模型建立

在桥梁博士建模中，桥梁几何模型（平面模型，梁格模型）、截面、钢束信息均可由CAD文献导入，直接形成桥博原始数据，并且桥博中模型、截面、钢束信息也可输出到CAD文献中，此处即采用CAD交互方式迅速建模。

（1）模型导入环节：

a.按照平面杆系模型设立规则，在AutoCAD中将模型画好，注意图层设立即可；

b.将图形保存成为dxf格式文献；

c.将模型读入到桥博中。

（2）截面导入

截面导入环节同模型导入类似。

在截面导入过程中，可以直接将所有单元截面都通过上述方式导入，也可以将导入截面生成截面文献，然后采用迅速编辑器中“截面”按钮对其她单元截面进行批量修改，此法比较以便。

各截面及全桥三维图形如下：

（3）钢束导入

对于钢束输入，普通可以采用导线输入或者非导线输入方式，此处按非导线输入方式即可。

此例中共计8束全跨布置钢束，共两种布置方式，除此之外还在跨中梁底及支点梁顶布置了局部预应力钢束，每种钢束也只需要建立一种独立图层即可，导入成果见下图。

4.约束设立

此处只考虑一种施工阶段，该阶段所有预应力筋均已张拉灌浆，约束为永久约束，对于三跨持续梁，可以在第二支座处设立水平和竖直方向双向支座约束，在第一、三四号支座处只设立竖向约束，从而保证其在温度效应下水平位移。

至此，所有模型建立过程结束，后续只需工程状况填写相应施工阶段信息和使用阶段信息即可完毕所有输入过程，接着只需惊醒项目计算即可获得全桥内力信息等。

全桥模型如下：

二、桥博建模技巧

0、桥博内裂缝输出单位为mm，内力输出单位为KN,弯矩输出单位KN*m,应力输出单位Mpa

1、从CAD中往桥博里面导入截面或者模型时，CAD里面坐标系必要是大地坐标系。

2、桥博里面整体坐标系是向上为正，因此咱们在输荷载时候如果于整体坐标系相反就要输入负值。

3、从CAD往桥博里导截面时，将截面放入同一图层里面，不同区域用不同颜色区别之。

4、桥博使用阶段单项活载反力未计入冲击系数。

5、桥博使用阶段活载反力已计入1.2剪力系数。

6、计算横向力分布系数时桥面中线距首梁距离：

对于杠杆法和刚性横梁法为桥面中线到首梁梁位线处距离；对于刚接板梁法则为桥面中线到首梁左侧悬臂板外端距离，用于拟定各种活载在影响线上移动位置。

7、当构件为混凝土构件时，自重系数输入1.04.

8、桥博里通过截面修改来修改截面钢筋时，需将“添加普通钢筋”勾选去掉，在截面里输入需要替代钢筋就可以把钢筋替代掉。

9、在施工阶段输入施工荷载后，可以通过查看菜单中“显示内容设定”将显示永久荷载勾选上，这样就可以看看输入荷载位置、方向与否对的。

10、桥博提供自定义截面，但是当使用自定义截面后，显示和计算都很慢，需要耐心。

11、桥博提供材料库定义，建议人们定义前先做一下统一，否则模型拷贝到其她电脑上时材料不认到那时就头疼了。

12、有效宽度输入是比较繁琐事情，人们可以用脚本数据文献，事先在excel中把有效宽度计算好，用Ultraedit列选模式往里面粘贴，很以便！

14、当采用直线编辑器中抛物线建立模型时，需要3个控制截面，第一种控制截面向后抛物线，后两个控制截面向前抛物线，桥博里面默认是二次抛物线！

15、当采用直线编辑器建立模型时，控制截面规定点数必要一致，否则告诉你截面不一致。

16、修改斜拉索面积时用斜拉索单元编辑器，在拉锁面积里需要输入拉索个数*单根拉索面积。

17、挂篮操作基本原理：

挂篮基本操作为：

安装挂篮（挂篮参加构造受力同步计入自重效应）、挂篮加载（浇筑混凝土）、转移锚固（挂篮退出构造受力、释放挂篮内力及转移拉索索力）和拆除挂篮（消除其自重效应）。

详细计算过程如下：

前支点挂篮：

（普通用于斜拉桥悬臂施工）

如果挂篮被拆除，则挂篮单元退出工作，消除其自重效应。

如果挂篮转移锚固，则挂篮单元退出工作，释放挂篮内力，并将拉索索力转到主梁上。

如果安装挂篮，则将挂篮单元置为工作单元并与主梁联结，计算挂篮自重产生构造效应。

如果挂篮上有加载，则计算加载量值，并计算其构造效应。

（挂篮加载时，挂篮必要为工作状态）；

普通施工过程：

安装空挂篮、调索、浇筑某些砼、调索、浇筑所有混凝土、调索、拉索锚固转移、移动挂篮，其中移动挂篮过程采用在同一阶段拆除和安装挂篮来模仿。

后支点挂篮：

（普通用于无索构造悬臂施工，如持续梁、T构等）。

如果挂篮被拆除，则挂篮单元退出工作，消除其自重效应。

如果挂篮转移锚固，则挂篮单元退出工作，释放挂篮内力。

如果安装挂篮，则将挂篮单元置为工作单元并与主梁联结，计算挂篮自重产生构造效应。

如果挂篮上有加载，则计算加载量值，并计算其构造效应。

（挂篮加载时，挂篮必要为工作状态）；

普通施工过程：

安装空挂篮、浇筑砼、张拉预应力、释放挂篮、移动挂篮，其中移动挂篮过程采用在同一阶段拆除和安装挂篮来模仿。

18、桥博计算速度很慢，有也许是由于自定义截面，或者是没有定义运算步长（不定义步长则按相邻支撑点之间最小距离1/50）

19、当横向力分布系数输入1时，则计算出活载反力为单列车活载反力，单列车活载反力对于咱们计算下部时经惯用到

20、人们在计算桥面是双面坡持续梁时，由于桥博梯度温度默认是从截面最高点往下开始计算，因此梯度温度计算偏小，解决办法就是将主梁做成平坡，梁高取平均梁高来计算

21、桥梁博士计算斜截面抗剪时，当既有箍筋尚有竖向预应力钢筋时，计算混凝土与箍筋承担剪力时竖向预应力钢筋替代箍筋（即仅考虑竖向预应力箍筋）

22、桥博钢束导入非导线输入钢束时，当输入折线分段数后，输入钢束依然是按照曲线输入，没有浮现把曲线提成若干段直线成果，不懂得为什么？

23、桥博中变位输入采用一行输入一种支点（对于双薄壁墩，一行内输入相邻2个节点），程序可以自动进行组合挑选最不利工况。

但是与midas比较，感觉桥博变位算有点小，不知那块计算不同？

？

24、上面咱们讨论过双面坡主梁在计算温度梯度时采用双面坡和平坡计算温度梯度应力最大值相差很小，最小值平坡计算比双面坡计算大0.4Mpa--0.6Mpa，总来说计算成果相差不大，但是由于采用双面坡计算时对于超过2个肋主梁由于边肋和中肋钢束位置不同需要分别输入，整体来说钢束质心位置会有某些偏差，还是建议人们按照平坡输入（带坡与平坡转化原则：

保证主梁抗弯惯距相似，顶板底板腹板厚度相似，面积相差不大，最后把相差面积以力形式加入）！

25、咱们在使用桥博建模过程中经常遇到诸多钢束形状相似，需要多根钢束复制，此前始终是把钢束一根一根复制，今天听同事说可以多根钢束同步复制。

过程是：

在模板钢束里输入要复制钢束编号例如1-20，生成钢束编号21-40，复制完钢束之后在在修改参照点X坐标就ok了。

26、对于变截面持续梁再输入钢束时候我普通都采用圆曲线拟合抛物线，这样做对于二次抛物线也许和圆曲线相差不多，但是咱们大某些设计梁底抛物线都是1.8次、1.6次，这样用圆曲线拟合就相差诸多了，这时候推荐人们用钢束参照线，一方面在总体信息里定义钢束参照线（运用自动生成选定单元即可），再在钢束信息里先指定用到上参照线和下参照线名称，输入钢束形状时只需要指定距离上下参照线距离及打半径就ok了！

！

很以便！

27、变截面持续箱梁建模是一种很费事功夫，桥博提供了一种通用截面拟合，她可以很以便建立变截面持续箱梁，网上有诸多网友写关于通用截面拟合例子，特上传（不懂得是谁原创，如果原创作者看到，请留言，奖励）人们可以看看设计思路（此附件用桥博3.2可以打开，3.03打不开）！

！

28、桥博中斜拉索计算整体温差时，由于斜拉索输入是面积，没有高度，始终觉得无法计算，今天偶尔懂得本来可以输入，只但是输入办法选用“高度为距下缘比值”，分别输入0和1000时温度（桥博协助中解释：

如果高度为至截面下缘高度比值,则将整个高度作为1,所处高度与截面高度比值乘以1000来输入），由于温度梯度正负占用了温度1和温度2，而索升温（或降温）占用温度3，要计算索降温（或升温）需点选计入负荷载效应温度3。

29、使用桥博计算大跨特殊预应力构造时，二次距计算有问题，问过桥博任教师，建议这种构造不要点选计算二次距。

30、桥博在计算施工阶段A0、I0时，当此阶段张拉和灌浆钢束，A0应当为扣除管道面积净面积，而桥博给出整个截面面积，惯距也是同样。

31、桥博在计算主梁是偏心受压构件状况时，当受拉区无钢束时，桥博采用是受压区高度界限系数计算出一种抗力，这个抗力没故意义，建议在受拉区输入普通钢筋。

32、桥博中计算主梁是偏心受压构件状况是，不考虑偏心距增大系数。

33、组合梁（叠合梁）建模时，混凝土桥面板做附加截面，钢梁为主截面；如果是局部温差升温模式为桥面板矩形升温，附加截面和主截面之间应注意留有1mm空隙；新规范温度模式不必这样做。

34、在桥博平面杆系中，活载产生位移极值输出在使用阶段》使用荷载》活载弯距、轴力、剪力极值效应表格中：

其中：

最大、最小弯距表中转角位移是该截面最大、最小活载转角位移，该截面其她两项位移都是产生最大转角位移工况下相应竖向位移和水平位移。

图中显示是最大、最小转角位移包络图。

  最大、最小剪力表中竖向位移是该截面最大、最小活载竖向位移，该截面其她两项位移都是产生最大竖向位移工况下相应转角位移和水平位移。

图中显示是最大、最小竖向位移包络图。

  最大、最小轴力表中水平位移是该截面最大、最小活载水平位移，该截面其她两项位移都是产生最大水平位移工况下相应转角位移和竖向位移。

图中显示是最大、最小水平位移包络图。

  上述活载位移均没有考虑刚度折减和长期荷载效应影响。

35、桥梁规范裂缝宽度公式基本是借鉴混凝土规范，但在引用时候，漏掉了原规范一种规定，对小偏心受压eo/h<0.55构件，可不计算裂缝宽度；因而，若使用桥博在该种状况下浮现裂缝宽度不合理现象，请不要怪桥博，桥博是严格按桥规执行；

36、当前已经确认，桥博对箱梁受弯构件C3值取是1.15，而规范规定取1.0，因而当前版本（3.2）对箱型断面裂缝宽度是算大了15%，显然当前成果是偏安全，对以往设计不导致不安全影响；下一版本将会改正；

37、偏压预应力混凝土构件规范没有提供算法，由于在预应力构件中存在非预应力轴力影响；因而，对预应力桥面板做箱梁闭合框架验算时，按规范算法计算B类构件裂缝宽度是不当当！

38、在桥博施工阶段荷载分类中，有移动荷载一项；现将该项使用阐明如下：

  a、移动荷载不能理解为如汽车、人群、活动机具荷载，其对的理解含义是对一组固定间距节点集中力进行编组，然后使用坐标输入办法施加到构造上；如斜拉桥中横梁荷载、齿块荷载等等；此类荷载位置距梁段端部有特性性；使用移动荷载输入集中力长处是无需在荷载作用处划分节点；

  b、在施工阶段成果查看移动荷载内力位移效应时，其成果是输到暂时荷载里；但不意味该荷载会和暂时荷载同样在下一阶段系统会自动拆除；

  c、在斜拉桥等挂蓝施工中，如果在挂蓝加载阶段施加了加载单元上移动荷载，请注意，在转移锚固时还需要在重新施加一次该处移动荷载；这点请牢记！

因而在转移锚固时，所有等代到挂蓝单元上效应都会被拆除！

39、桥博在横向分布系数、横向加载时均存在多车道折减问题，人们在使用此两项功能时需注意如下问题：

  a、桥博未考虑多车道折减后计算成果不得低于两车道规范规定。

因而在计算时人们需输入两车道算一次，多车道算一次；成果取两者最大值。

  b、多车道中考虑折减系数后，多车道之间与否取最大值，规范没有明确规范；桥博也未对问题进行最不利判断，我个人推荐取最大值!

因而，使用桥博时应逐次从2车道算到最大车道，并取最大值。

40、桥博荷载组合规范相应：

85规范：

一恒加汽，二恒加汽+温度，三恒加挂，五施工，六地震；

04规范：

一基四撞六地震，一长二短三原则五施工；

铁路规范：

一主二附四撞六地震，一主二附三抗裂五施工。

41、桥博是如何使用有效截面（输入有效分布宽度截面）：

  a、内力分析时，单元单刚特性采用换算全截面特性（考虑孔道、钢筋影响），但在计算预应力等效荷载时，主弯矩（M=N*e）钢束距离中性轴距离e是钢束到有效截面中性轴距离。

  b、计算弯矩应力（M/I*Y）时，截面惯性矩和应力点距中性轴距离均是依照有效截面特性计算。

而轴向应力（N/A0）A0v是换算全截面（考虑孔道、钢筋影响）特性。

42、桥博进行调束时规定单元为桥面单元，否则无法调束。

43、斜拉索在桥博施工阶段荷载类别中采用阶段暂时荷载模仿，而不是人们普遍以为预应力。

44、摘抄桥博阐明中关于暂时荷载（普通为施工机具等荷载，下一阶段将自动去除）与施工荷载（普通在需要验算某阶段几种加载状况下，构造安全性与否满足规定，普通只在特殊阶段需要验算）区别：

l  暂时荷载将计入本阶段合计效应中（本阶段结束时构造效应），

l  施工活载则不计入到本阶段合计效应中，仅在本阶段施工阶段验算中计入到本阶段组合效应中。

45、竖向预应力：

如果构造配有竖向预应力，则应输入各关于单元竖向有效预加力（扣除所有损失和考虑折减后）大小，以便系统进行剪应力、主应力验算。

竖向预应力由顾客折算为单元每延米预应力大小，直接输入。

46、桥博自定义报告功能很实用，顾客通过模板数据检索信息读取桥梁博士相相应数据，可以指定到桥博原有所有输出内容。

由于自定义报告涉及变量内容较多，但愿人们对桥博自定义报告章节多下功夫，这对于桥博中诸多看不到数据都可以通过报告输出来，并且很容易进行累加（这一点对于计算预拱度有深刻体会，特别是悬臂浇注构造，要分别计算各个阶段恒载位移累加、预应力位移累加、阶段暂时荷载累加，我建模型一共338个主梁单元，50个施工阶段，如果一种一种挑再加简直要累死人）

47、桥博中荷载对预应力钢束作用最后采用弹性压缩预应力损失（第四项损失）计入。

48、桥博中自重系数输入为0时，附加截面也同样不计自重。

49、附加截面计入自重参加受力后就不能在拆除了。

50、组合截面在连接之后就共同受力，组合截面上缘受拉下缘受压（假设），而采用两个单元（上面单元为附加截面，下面单元为主截面，两个单元采用钢臂连接）模仿组合截面时，附加截面上缘受拉，下缘受压，与组合截面上缘所有受拉不同，因此采用这种模仿办法不对。

51、桥博中采用体外预应力计算上部时，对于强度成果是没有影响（承载能力组合1在加体外预应力先后无变化）。

52、桥博中采用直线内插划分单元时，控制截面规定坐标原点在同一位置。

这样后来更改附加截面时不会发生错位。

53、在用桥博进行旧桥加固计算时，由于原主梁和新加桥面整体化混凝土收缩不一致，桥面整体化混凝土需采用微膨胀混凝土（可以不考虑收缩或者收缩时间比较短暂，个人理解）。

54、桥博在进行斜截面抗剪时，需要进行上限值和下限值判断，在判断上限和下限值时取用剪力设计值是受拉端剪力值。

而在进行截面验算时取用剪力设计值是受压端剪力值。

55、经常听人说桥博里二次距（也许尚有其她某些参数都是固化在程序内部）计算之后输不出来，不懂得是多少，而midas中是可以看到，其实桥博中是可以输出来，但是要用桥博中模板功能。

还是那句话，要想领略桥博精髓，还要对模板多下功夫！

牢记！

56、在计算3x22.5m预应力混凝土持续箱梁时发现两个中支点短期效应上缘应力相差诸多，刚开始觉得是模型里面什么地方输不对，检查了半天，未果，最后把钢束由单端张拉改为双端张拉，应力就相等了！

总结是由于单端张拉钢束两个支点应力损失不同导致。

57、人们再用图形编辑器编辑输出长期效应和短期效应正应力和主应力时候，习惯上把右下角最大正应力取用组合3勾选上，其实这个功能只合用正应力，对于主应力就不用了！

58、此前在计算简支转持续普通需要计入附加截面，附加截面需指定计入自重阶段和参加受力阶段，而普通咱们10cm整体化混凝土考虑8cm计入截面，另2cm计入受力。

问题就出在这2cm计入受力上，始终计算上都是先上附加截面等附加截面参加受力后才上2cm荷载，今天偶尔发现这与实际施工不匹配，翻阅此前计算才发现此前计算都是不对了，今天特此改正：

应当在8cm附加截面计入自重时，同步把2cm荷载施加上！