桥梁博士学习总结.docx

1、桥梁博士学习总结桥梁博士学习总结第一章 系统介绍Dr.Bridge系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。系统的编制完全按照桥梁设计与施工过程进行，密切结合桥梁设计规范，充分利用现代计算机技术，符合设计人员的习惯。对结构的计算充分考虑了各种结构的复杂组成与施工情况。计算更精确；同时在数据输入的容错性方面作了大量的工作，提高了用户的工作效率。1.1 系统功能系统的基本功能1.1.1 直线桥梁能够计算钢筋混凝土、预应力混凝土、组合梁以及钢结构的各种结构体系的恒载与活载的各种线性与非线性结构响应。其中非线性的包括内容如下：1)结构的几何非

2、线性影响；2)结构混凝土的收缩徐变非线性影响3)组合构件截面不同材料对收缩徐变的非线性影响；4)钢筋混凝土、预应力混凝土中普通钢筋对收缩徐变的非线性影响；5)结构在非线性温度场作用下的结构与截面的非线性影响；6)受轴力构件的压弯非线性和索构件的垂度引起的非线性影响；7)对于带索结构可根据用户要求计算各索的一次施工张拉力或考虑活载后估算拉索的面积和恒载的优化索力；8)活载的类型包括公路汽车、挂车、人群、特殊活载、特殊车列、铁路中-活载、高速列车和城市轻轨荷载。9)可以按照用户的要求对各种构件和预应力钢束进行承载能力极限状态和正常使用极限状态及施工阶段的配筋计算或应力和强度验算，并根据规范限值判断

3、是否满足规范。1.1.2 斜、弯和异型桥梁1)采用平面梁格系分析各种平面斜、弯和异型结构桥梁的恒载与活载的结构响应。2)系统考虑了任意方向的结构边界条件，自动进行影响面加载，并考虑了多车道线的活载布置情况，用于计算立交桥梁岔道口等处复杂的活载效应；3)最终可根据用户的要求，对结构进行配筋或各种验算。1.1.3 基础计算1)整体基础：进行整体基础的基底应力验算，基础沉降计算及基础稳定性验算；2)单桩承载力：计算地面以下各深度处单桩容许承载力。3)刚性基础：计算刚性基础的变位及基础底面和侧面土应力。4)弹性基础：计算弹性基础（m法）的变形，内力及基底和侧面土应力；对于多排桩基础可分析各桩的受力特征

4、。1.1.4 截面计算1)截面特征计算：可以计算任意截面的几何特征，并能同时考虑普通钢筋、预应力钢筋、以及不同材料对几何特征的影响；2)荷载组合计算：对本系统定义的各种荷载效应进行承载能力极限状态荷载组合I-III和正常使用极限状态荷载组合I-VI共9种组合的计算。3)截面配筋计算：可以用户提供的混凝土截面描述和荷载描述进行承载能力极限状态荷载组合I-III和正常使用极限状态荷载组合I-III的荷载组合计算，并进行6种组合状态的普通钢筋或预应力钢筋的配筋计算；4)应力验算：可根据用户提供的任意截面和截面荷载描述进行承载能力极限状态荷载组合I-III和正常使用极限状态荷载组合I-VI共9种组合的

5、计算，并进行9种组合的应力验算及承载能力极限强度验算；其中强度验算根据截面的受力状态按轴心受压、轴心受拉、上缘受拉偏心受压、下缘受拉偏心受压、上缘受拉偏心受拉、下缘受拉偏心受拉、上缘受拉受弯、下缘受拉受弯8种受力情况分别给出强度验算结果。1.1.5 横向分布系数计算能运用杠杆法、刚性横梁法或刚接（铰接）板梁法计算主梁在各种活载作用下的横向分布系数。1.1.6 打印与帮助系统1)系统输出的各种结果，都可以随时在各种Windows支撑的外围设备上打印输出，并提供打印预览功能，使用户在正式打印之前能够预览打印效果。2)Dr.Bridge系统提供了几百个条文的帮助，共计十万余汉字，对桥梁博士系统的各种

6、功能都有相应的帮助系统。桥梁博士系统的帮助系统与Windows帮助系统严格一致，使用十分方便。1.2 系统的特色功能1.2.1 材料库1)材料库根据材料的类型、规范的定义，做了相应的分类，并提供了比较全的材料数据。用户在此基础上可自定义各种规范的材料类型，建立用户材料库，方便后续项目的应用。2)材料在设计运用时可以根据材料库中相应部分内容的调整而变化，从而使内容更全面、使用更方便、更新、更便捷。1.2.2 自定义截面1)可以自己定义一种几何图形以及描述该图形的几何参数。以后，可以在图形输入时使用它，就如系统提供的一样。2)对于比较特殊的截面，一经构造，一劳永逸。并且可以交流使用自定义的截面信息

7、，大大的提高了用户的工作效率。1.2.3 自定义报告输出1)新增加一种输出方式，通过指定的数据检索信息读取桥梁博士相对应的数据，能够指定到所有的桥博原有输出内容。2)以表格的形式输出，可以对数据、格式、图形进行编排和二次加工。3)形成固定模式后，可反复使用，可以交换模板，快速的生成计算书1.2.4 与AutoCAD交互1)一种新的数据输入输出方式，简洁的输入、节约数据处理时间是本功能的最大特点。2)可以把原始数据输出后直接引用，方便数据的交换和修改.1.2.5 调束工具1)可以在调整钢束的同时，看到预应力混凝土结构由此产生的应力变化的过程。2)原来需要反复修改钢束座标、重新计算，并查看效应图的

8、过程大大简化，从而缩短了设计时间。1.2.6 调索工具1)可进一步缩短拉索施工张拉力的确定过程。2)与配套调束工具使用，完成斜拉桥的设计计算就不再令人感到棘手了。1.2.7 脚本的输入输出1)提供了一个方便，简单的输入输出方法。2)通过脚本可以高效率地修改原始数据，清晰全面地掌握所有的设计数据。通过脚本，可以方便地进行交流讨论，这是图形界面无法比拟的优点。第二章 总体信息输入如2-1所示，在打开数据文档后系统将自动进入总体信息输入界面，用户可通过右菜单，或“数据”下拉菜单，切换输入界面。图21此界面的最左侧是项目管理窗口。输入窗口的下部是图形显示窗口，用户可以用右键切换显示信息，以帮助用户判断

9、输入数据的准确性，快速了解结构特征。2.1 基本信息桥梁工程描述、结构备忘描述：用户可以在此输入备注性质的文字来描述本项目的特点，以便于日后查看。2.1.1 计算类别用户根据不同的需要选择不同的计算方式。计算内力、位移：掌握结构的基本受力状态；估算配筋面积：得到大致的配筋信息，初步掌握结构的设计要点；全桥结构安全验算：对结构设计进行复核、修正；优化计算拉索面积：对斜拉桥的拉索面积、张拉索力进行优化。当用户选择了不同的计算类别之后，程序会激活或关闭相应的按键、选项。如果是初步设计阶段则选择估算配筋面积，此时应在结构配筋估算信息对话框中指定预配置的钢筋或钢束类型等，以便估算的钢筋面积更接近真值。2

10、.1.2 桥梁环境选择桥梁所处的地理环境。程序在计算混凝土构件收缩徐变时使用。用户可以参考公桥规2004附录F。湿度：桥梁所处环境的湿度，在混凝土的收缩变形与徐变计算中需要该信息，列表框中选择。对公桥规2004，一般填0.8。环境有强烈腐蚀性：在验算抗裂性时需要该信息；2.1.3 计算内容用户选择本次计算所需要计算的部分。一般在估算预应力配筋时不计结构的收缩徐变；结构的非线性仅在特大跨径桥梁分析时使用，通常结构不需计算。2.1.4 附加信息指定计算部分内容。包括以下几点：1)结构验算单元：在选择“全桥结构安全验算”时，填入需要验算的单元号，不填则默认为全部单元。2)组合计算类型：对应于规范的荷

11、载组合类型。不填则默认为全部组合1-9，包括用户自定义组合。对于公桥规2004，各组合的意义参见3)计算活载单元、计算活载节点：选择需要进行活载分析的单元、节点。不填则默认为全部单元。4)活载加载步长：进行活载影响线加载时的步长。填0时系统默认为1/50的跨径。步长越小，活载计算越精确，速度越慢。对于某些“没有跨径”的结构（只有一个约束），程序将无法进行加载，必须由用户填入加载步长。5)非线性荷载分级数：当计算内容中选择了几何非线性或梁柱非线性时，此窗口被激活。程序按用户输入的分级数将荷载分成n级逐步计算，每次计算都进行刚度矩阵修正，因此级数越高结果越精确，但计算时间越长。2.1.5 形成刚臂

12、时决定节点位置的单元号当多个单元共用一个节点号，且其节点位置不重合时，形成刚臂。此时，程序有一套默认的确定节点位置的规则。若此规则不能表达结构的实际情况时，用户可以在这里填入单元号，来改变系统的固定算法，系统将根据用户填入的单元来确定节点的位置。2.1.6 计算细节控制1)生成调束信息：对进行“全桥结构安全验算”的预应力构件选择此命令，可使程序在计算时生成调束信息，便于进行调束工作。2)调束阶段号：用户填入需要产生调束信息的施工阶段号，不填默认为全部阶段。在选中“生成调束信息”时有效。3)生成调索信息：对进行“全桥结构安全验算”的含有拉索单元的结构选择此命令，可使程序在计算时生成调索信息，便于

13、进行调索工作。4)桥面为竖直单元：选择此命令，将使桥面单元的左右截面为竖直截面。5)极限组合计预应力：由用户指定，在进行结构极限组合计算的时候，预应力的作用是否当作外力计入结构。根据公桥规2004，预应力构件的极限强度是不计预应力的。但对于一些预应力桥梁中的非预应力构件，预应力的作用力却对这些构件的极限组合内力有影响，比如预应力连续刚构的桥墩等构件。6)极限组合计二次矩：在按公桥规2004版进行计算的时候被激活，用户指定是否考虑预应力二次矩。对预应力连续梁以外的其它结构，计算结果将不准确。7)极限组合计收缩、徐变：在按公桥规2004版进行计算的时候被激活，用户指定是否考虑收缩、徐变。8)极限组

14、合计温度：在按公桥规2004版进行计算的时候被激活，用户指定是否考虑温度效应，包括结构升降温和梯度温度。9)极限组合计沉降：在按公桥规2004版进行计算的时候被激活，用户指定是否考虑不均匀沉降的影响。10)结构重要性系数：在公桥规2004版中，根据结构的重要性确定的内力扩大系数。在公桥规85版中，圬工构件也需要此系数。2.1.7 规范用户选择计算适用的规范。由于桥梁博士3.0可以按照 多个规范进行验算，在输入单元材料、单元钢筋、预应力材料等信息时，必须使之与适用的规范相对应。2.1.8 更新显示此按键在“输入单元信息”、“输入钢束信息”等各个输入窗口均有设置。用户通过点击此按键，更新图形显示区

15、域的显示。2.1.9 帮助此按键在“输入单元信息”、“输入钢束信息”等各个输入窗口以及各信息窗口均有设置。用户通过点击此按键，实时获得相应窗口的帮助信息。2.2 钢束参考线定义参考线列表：用户在参考线列表里输入参考线的名称，选择参考线的类型：有限点式、分段函数式、参考线偏移式。(一)参考线几何参数表选中类型后，中间一栏打开“参考线几何参数表”，具体填写方法如下：1)有限点式：用户在第一列填写“x坐标”值，在第二列输入与之对应的“y坐标”值。一组（x，y）坐标描述一个点，则由这些点相连而成的一条折线就是参考线。2)分段函数式：用户在第一列填写“控制点x”值，在第二列填写函数方程“f（x）”，在第

16、三列填写“加密段数”。则每个“f（x）”描述其相应的控制点和前一个控制点之间的区段，并由其相应的加密段数均匀分割成多个有限点，整条参考线是由多个函数方程连接而成的一条分段函数曲线。3)参考线偏移式：用户在第一列填入既有参考线的名称，在第二列填入y向偏移量。由此将生成一条在既有参考线基础上经上下偏移的新参考线。以上输入时采用的坐标系和总体坐标系一致。(二)自动生成参考线在窗口的右下角，填入相关的单元号，即可生成由这些单元的顶缘点或底缘点连接而成的一条“分段函数式”的参考线。(三)参考线示意图此窗口的左下角的“参考线示意 图”可以显示参考线形状，(四)检查信息可以对参考线输入进行检查，并提示出错信

17、息。2.3 估算配筋信息当工程计算类别为“估算配筋面积”时，“估算配筋信息”按键被激活，点击后出现如2-2所示配筋信息窗口。图 2-2程序会按照用户输入的配筋信息，根据构件类别，估算普通钢筋或预应力钢束筋在距离边缘0.1h处的面积。2.4 初始状态信息点击“初始状态信息”按钮出现如2-3所示窗口。用户可以通过此窗口，给某些单元施加初始轴力、初始位移。图 2-3索引：单元号。1）桥面单元重量自动记入，系统默认所有混凝土构件重力密度为25KN/m3，但对桥博总体信息界面帮助信息中规定： 组合计算类型：需进行组合计算的类型号，从组合I到组合VI分别采用1、2、3、4、5、6表示，自定义组合I、II、

18、III分别采用7、8、9表示。如果不输入则表示9种组合全部需要计算。2.5 桥梁博士关于材料定义问题如果混凝土构件不配筋也可以,不过刚度算出来可能不太对啊,不过误差应该不大,不过对钢筋混凝土构件一般都不输钢筋 的，输太麻烦了,只要在总体信息里只计算结构的内力和位移或估算全桥结构配筋就可以了,没输钢筋是不能全桥结构安全验算的.第三章 单元信息输入3.1 单元的基本信息在进行结构计算之前，首先要根据桥梁结构方案和施工方案，划分单元并对单元和节点编号，对于单元的划分一般遵从以下原则：对于所关心截面设定单元分界线，即编制节点号；构件的起点和终点以及变截面的起点和终点编制节点号；不同构件的交点或同一构件

19、的折点处编制节点号；施工分界线设定单元分界线，即编制节点号；当施工分界线的两侧位移不同时，应设置两个不同的节点，利用主从约束关系考虑该节点处的连接方式；边界或支承处应设置节点；不同号单元的同号节点的坐标可以不同，节点不重合系统形成刚臂；对桥面单元的划分不宜太长或太短，应根据施工荷载的设定并考虑活载的计算精度统筹兼顾。因为活载的计算是根据桥面单元的划分，记录桥面节点处位移影响线，进而得到各单元的内力，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置一个单元。3.2 截面几何描述图形输入：选择常用的或用户自定义的图形，输入其参数；1)节线输入：输入不同高度处的截面宽度；2)特殊输入：直

20、接输入截面的各项指标；3)坐标输入：用户以坐标形式，逐点描述截面形状；4)自AutoCAD读入。前三种输入方法比较常见，下面详细介绍坐标输入和自CAD读入。(一)坐标输入：坐标输入时，用户应以逆时针顺序逐一输入各点坐标。而坐标又有相对坐标与绝对坐标之分。相对坐标的含义是指当前点的坐标相对于前一点的坐标偏移量。(二)自AutoCAD输入：用户可以通过右键菜单，点击“从AutoCAD导入截面”，打开如3-1所示窗口。用户点击“浏览”选中相关的CAD文件，在窗口中填入需要导入截面的单元编号、选择左、右截面，填写所在图层，即可点击“确定”，导入截面形状。当图形中存在曲线（非直线、折线）时，用户可以通过

21、输入“折线近似段数”，将曲线拟合成多段折线。此近似段数越多，拟合出来的截面性质越准确。图 3-1 3.3 用快速编译器编辑3跨连续梁我们现在拟定建立如下所示的模型：模型参数：3跨连续梁，边跨42.013，40.341中跨70m，都呈抛物线变化，模型共分59个单元，为铅直腹板单箱单室，边跨梁高2500mm，跨中梁高4000mm。下面介绍具体建立过程：步骤一：建立新工程，在输入单元特性信息对话筐中，点击快速编译器的直线编译器，如下图所示：系统将打开如图3-2所示的对话框。图3-2直线单元组编辑器特点：单元的顶缘或截面的高度中点位于同一根直线上，其截面可由有限的控制断面经直线内插或按抛物线拟合而成。

22、单元的其它性质根据模板单元取用。例如桥面单元组的顶缘、桥墩单元组或桥塔单元组以及斜腿刚架的斜腿单元组的中心线等。步骤二：如上图在编辑内容的复选框内把4个复选按钮都勾上，编辑单元号：20-41，左节点号：20-41，右节点号：21-42，分段长度：0.5 8*4 2*1 4*4 0.159 3.814 3*4 0.5，起点x=0 y=0，终点x=1，y=0，如下图3-3：图3-3步骤三：添加控制截面。控制点距起点距离这一栏，依次添加0、33.5、67， 选定控制截面0米处，点击截面特征，输入截面类型和尺寸。图3-4（注意：在输完截面类型和尺寸后回到主菜单后一定要点击一下“修改”这个按钮）图3-4

23、2）依次选定控制截面33.5、67米处，点击截面特征，输入截面类型和尺寸，方法如上一步。（输入截面尺寸时可选择由cad图形的dxf格式导入）步骤四：修改截面的拟合类型。0米处：直线内插33.5米处：向后抛物线67米处：向前抛物线（注意，每次修改了拟合类型后都要按“修改” 这个按钮）在本单元建立中线建立了中跨的模型，然后根据对称的方法将模型分别对称导入一三跨方法： 1）打开快速编辑器对称操作。2）进入界面后将43.013-76.013，所在梁段单元（已划分好）输入模板行。在其生成单元上输入41.513-8.013，生成单元中，（单元应与模板单元对称）。3）在左右节点中输入生成单元的左右节点号，（

24、与模版单元对称输入）。4）在单元划分长度中依次输入个模板单元的长度。5）在对称坐标中输入42.013.(桥墩中心线处x坐标)6）重复上述操作完成第三边跨。7）在边跨中剩余梁段用等截面箱梁输入。除此之外，本人在建模过程中还用道内插工具创建了一个单元：功能：内插操作是指在已经生成的单元中内插节点，将原单元拆分为两个新单元。图3-5示出了单元内插操作的意义。图3-5特点：单元内插操作一般用在桁架桥的腹杆单元编辑。如果腹杆需要内插节点，可先将腹杆两端节点生成，再采用内插操作一次完成。示例：原有单元5，左节点号为3，右节点号为4。现内插节点8。内插结果为：原5#单元的右节点变为8，相应修改坐标和截面信息

25、。新生成6#单元，左节点号为8，右节点号为4，相应修改坐标和截面信息，坐标和截面信息为根据操作要求进行线性内插。3.4 单元编辑总结以上所介绍的单元快速编辑器可随时使用，用户应根据实际情况，寻找最快捷的方式输入，以下将根据经验提供一些基本方法供用户参考：单元顶缘线或中心线位于一条直线上时，例如桥面单元或桥塔、桥墩及弦杆等，一般使用直线命令，如果存在竖曲线可采用坐标命令进行拟合。拱肋单元一般使用拱肋命令，也可以采用直线命令，然后使用坐标命令进行拟合坐标。斜拉索使用拉索命令，一般在施工图设计时，拉索的锚固点坐标需特殊指定，一般应根据拉索节点与梁、塔坐标的相对关系，通过截取拉索节点坐标，再采用坐标命

26、令进行切割。方案设计时可以将拉索置于梁塔节点处。系杆拱吊杆一般采用指定吊杆节点号后使用坐标截取命令。拱桥立柱或桁架桥的腹杆一般采用指定节点号，截取节点坐标，如果需要再内插单元，最后再根据力学需要，偏移节点坐标或切割节点坐标，以便考虑节点刚臂的影响。如果截面为等截面，可先不管单元的截面信息，最后采用截面命令进行替换。截面上的普通钢筋可通过添加式输入。单元的基本信息可在最后采用单元命令统一设置。如果发现坐标的输入有偏差，可使用单元的坐标偏移命令进行修改。对称结构可先输入半结构，再采用对称命令输入另一半结构。如果结构的某些部位可通过平移得到，则尽量采用平移命令。对称操作时，如果发现单元左右端信息反了

27、，可使用单元命令对换左右端信息。结构输入前，亦将控制断面存入文件，便于数据维护。如果截面在拟合时存在突变点，可先忽略突变点，拟合完成后再局部修改。节点坐标规律不明确时，可采用自CAD读入的方法将坐标读入。3.5 注意(一)再用桥梁博士快速编辑器时，单元必须已经划分完毕。(二)桥博是平面杆系单元，无法考虑不在钢束张拉段不在单元两端的情形，除非钢束张拉处划分单元要注意单元划分在划分桥面单元时，如果相邻两个桥面单元如单元1的J端节点与单元2的I端节点如果不是共用一个节点号时， 就要设成主从约束或是加边界条件，不然程序会认为边界约束不够，计算错误。(三)对于横隔梁单元划分时直接以节点力记入。(四)单元

28、划分时要考虑施工情况，横截面变化情况，横隔梁冀中力情况，支座受力情况，因此此阶段要结合纵向图，横断面图，施工阶段图作出。 (五)在发现单元化分出现错误时，尽量修改使单元顺序一致，防止单元划分混乱及后面影响挂篮。(六)本桥梁段面图形为二次抛物线，运用 快速编辑器方便快洁。但大多数单元建立均要用通用截面拟和工具。(七)在左右截面特征描述时支座处应用CAD图导入。(八)在桥梁博士中导入CAD中空心板截面，中间挖空半圆部分直接倒过来不能完全显示半圆弧的形状（感觉是软件捕捉的点太少，自己已经设置了分段数不管多大多少都不管用），但是如果手工把半弧圆等分再用直线连接后（替换直接画的圆弧）这样就可以显示近似的

29、半圆弧，有时箱梁中间的两个相交的空心圆不管我怎么换图层，换颜色，都导不进去！此时一定用使用不同的颜色,如果是双孔的挖空,两个孔的颜色都不同,三个空的用三种颜色，有时有的圆显示不出来，那需要再换一种颜色。第四章 钢筋束信息输入用户可以使用右键菜单或“数据”下拉式菜单，切换到钢束输入窗口，如4-1所示：图4-1数据文档窗口-钢束信息4.1 数据准备首先对结构中的所有预应力钢束进行编号。编号的原则：不同钢束几何类型、不同材料类型需分别编号，如果几何类型相同，材料也相同，但需要考虑钢束分批张拉弹性压缩损失时也需根据张拉过程进行编号。4.2 钢束几何描述4.2.1 竖弯输入1）是否导线输入：按导线点输入

30、，用户应逐行填入各导线点的（x，y）坐标，以及此点处的钢束转折半径；若不按导线点输入，用户应逐行填入各转折点的坐标，以及与前一点之间的曲线半径，直线则填“0”。2)是否相对坐标输入：按相对坐标输入，则用户应逐行填入各点相对前一点的相对x坐标，而y坐标仍是绝对坐标；否则填绝对坐标；不论是否为相对坐标，其第一点坐标必须是绝对坐标。3)几何参数：用户根据所选的输入方式，填入适当的节点坐标和对应的半径。用户在这里使用参考线的概念，使所输入的y坐标为相对于参考线的坐标。例如，对一座变截面连续梁，可在“总体信息”中生成其梁底缘线，作为参考线。而在输入其底板束时只需输入钢束相对于底板的y高度方向位置，程序自

31、动将直线钢束调整为延梁底缘参考线走向的底板束。在使用参考线时不可同时使用参考点坐标；不采用导线输入的钢束不能进行调束操作。下面以T3为例输入竖弯。以导线法输入则必须在总体信息中定义参考线，可直接用快速生成底缘线工具。如下图：参考线，可直接用快速生成底缘线工具。如下图：再竖弯窗口中导入竖弯信息：得到4.2.2 平弯钢束平弯和竖弯类似。平弯示例说明：在老版本的桥梁博士中，为输入此钢束的竖弯信息，需要用多条折线来模拟。现在，使用参考线的概念，可以使输入数据大为简化。平弯信息如下输入：结果为：4.3 经验总结（一）“弯桥模型是用梁格法简化的，以直代曲” 至于以直代曲的方法在许多书中都有讨论，结论基本都是“能够满足工程设计要求” ，本身曲杆单元就少见。如果认为以直代曲过于简单，可以多划分单元，可以算算径50m的圆弧，长度1m时，偏距有多少。梁格法分析有其独特的优点和不可避免的缺点。但作为工程设计应该是可以了。 （二）桥梁博士中，顶板的预应力，应该在总体纵向计算时，是无法考