橋梁博士入門

1、橋梁博士系統(tǒng)（DR.Bridge）橋梁CAD楊劍 主講橋梁CAD教學(xué)內(nèi)容 有限元概述2h 直線橋設(shè)計(jì)計(jì)算輸入4h 直線橋設(shè)計(jì)計(jì)算輸出2h 設(shè)計(jì)計(jì)算工具2h 上機(jī)練習(xí)6h第一章 有限元法概論本章主要內(nèi)容工程結(jié)構(gòu)的基本概念 土木工程結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法 有限元概述平面桿系結(jié)構(gòu)的有限元法 1.1工程結(jié)構(gòu)的基本概念 工程結(jié)構(gòu)原型，廣義的看均為由無限多個(gè)質(zhì)點(diǎn)所組成的三維連續(xù)固體，因而也就具有無限多個(gè)自由度的體系。 考慮其具體的幾何形狀與應(yīng)力應(yīng)變的特殊性，工程結(jié)構(gòu)通?？蓜澐郑汗こ探Y(jié)構(gòu)分類（1）桿系結(jié)構(gòu)（2） 二維結(jié)構(gòu)（3） 三維結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)分類（1）桿系結(jié)構(gòu)定義：由一定數(shù)量桿件通過一定數(shù)量結(jié)點(diǎn)相互連接而組成的結(jié)

2、構(gòu)體系梁梁框架框架桁架桁架特點(diǎn)：橫截面尺寸遠(yuǎn)比其桿長小，二結(jié)點(diǎn)的聯(lián)結(jié)可能為鉸接或剛接。分類：（a）平面桿系結(jié)構(gòu)：全部桿件、支座及作用力均位于同一平面內(nèi)；（b）空間桿系結(jié)構(gòu)：全部桿件、支座及作用力不全位于同一平面內(nèi)；工程結(jié)構(gòu)分類（2）二維結(jié)構(gòu)定義：當(dāng)三維連續(xù)體z坐標(biāo)向的應(yīng)力或應(yīng)變可以忽略時(shí)，按二維問題簡化分析平面應(yīng)力問題平面應(yīng)變問題工程結(jié)構(gòu)分類（3）三維結(jié)構(gòu)定義：最一般的工程結(jié)構(gòu)狀態(tài)，其位移、應(yīng)力、應(yīng)變都是三維坐標(biāo) x，y，z的函數(shù)。工程結(jié)構(gòu)材料的本構(gòu)關(guān)系（1）線彈性定義：結(jié)構(gòu)物加載下的應(yīng)變，在荷載卸除后將完全消除，從而恢復(fù)到結(jié)構(gòu)未受載的原始狀態(tài)，即：()E const工程結(jié)構(gòu)材料的本構(gòu)關(guān)系（2

3、）非線形彈性定義：結(jié)構(gòu)物在整個(gè)受載變形過程中，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)曲線不再是直線而是曲線，即彈性模量E是變量。( )E 工程結(jié)構(gòu)材料的本構(gòu)關(guān)系（3）塑性定義：結(jié)構(gòu)物加載時(shí)于卸載時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系不重合，有殘余應(yīng)變存在，且其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系也為非線性。s工程結(jié)構(gòu)材料的本構(gòu)關(guān)系（4）其它本構(gòu)關(guān)系彈塑性、粘彈性、粘塑性等多種本構(gòu)關(guān)系模型江見鯨. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線形有限元分析. 陜西科學(xué)出版社。工程結(jié)構(gòu)的變形狀態(tài)（1）小變形定義：結(jié)構(gòu)受載后的位移與應(yīng)變相當(dāng)微小，與結(jié)構(gòu)的原始尺寸相比可以忽略，則分析結(jié)構(gòu)時(shí)可以以其未發(fā)生變形前的原始狀態(tài)為依據(jù)，則其形變幾何關(guān)系（位移應(yīng)變關(guān)系）是線性的。（2）大變形定義：結(jié)構(gòu)受載后的位移

4、與應(yīng)變相當(dāng)大，與結(jié)構(gòu)的原始尺寸相比不可忽略，因此結(jié)構(gòu)分析時(shí)必須計(jì)算結(jié)構(gòu)幾何形狀的改變，即以結(jié)構(gòu)變形后的現(xiàn)實(shí)狀態(tài)作為計(jì)算依據(jù)，則其形變幾何關(guān)系（位移應(yīng)變關(guān)系）是非線性的。EALEEXeq3222121 混凝土斜拉橋的拉索一般為柔性索，在索的自重作用下有垂度，垂度對索的受拉性能有影響，同時(shí)索力大小對垂度也有影響。 在實(shí)際計(jì)算中索一般采用一直桿表示，以索的弦長作為桿長。1.2 土木工程結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法 土木工程材料如木材、石料、混凝土、鋼材等多為彈塑性材料，但從結(jié)構(gòu)安全度的需要考慮，其工作狀態(tài)通常都處于以彈性為主的階段，這就使結(jié)構(gòu)力學(xué)和彈性力學(xué)在土木工程結(jié)構(gòu)分析中占有特別重要的地位。 (1) 結(jié)構(gòu)力學(xué)

5、：力法、位移法和混合法 (2) 彈性力學(xué)：基于二、三為連續(xù)體結(jié)構(gòu)的幾何條件、靜力平衡與本構(gòu)關(guān)系，按滿足既定的邊界條件來解析結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算方法（1） 力法取結(jié)點(diǎn)力作為基本未知量111122133121122213323113223333000PPPXXXXXXXXX結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算方法（2） 位移法取結(jié)點(diǎn)位移作為基本未知量111122133121122213323113223333000PPPZZZZZZZZZrrrRrrrRrrrR結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算方法（3） 混合法取一部分結(jié)點(diǎn)力和一部分位移作為基本未知量（4） 三種方法的比較 a. 最終的數(shù)學(xué)表述均為多元線性代數(shù)方程組。 b. 超靜定結(jié)構(gòu)解算的繁簡取決

6、與超靜定次數(shù)的多少； c. 位移法將原結(jié)構(gòu)最終簡化為有限的幾種基本桿件的集合，因而具有較強(qiáng)的通用性，便于實(shí)現(xiàn)程序標(biāo)準(zhǔn)化。（有限元法應(yīng)用最廣） d. 力法的基本結(jié)構(gòu)是與原結(jié)構(gòu)形狀相同的靜定結(jié)構(gòu)，因此，不同類型的原結(jié)構(gòu)具有不同的形、載常數(shù)。彈性力學(xué)的解析方法1. 研究彈性物體在外力和其它外界因素作用下產(chǎn)生的變形和內(nèi)力 2. 主要應(yīng)用于二、三維連續(xù)體結(jié)構(gòu)問題3. 其求解體系基于結(jié)構(gòu)的幾何條件、靜力平衡與本構(gòu)關(guān)系，最終演化的數(shù)學(xué)表述為偏微分方程，按滿足既定的邊界條件來解析 徐芝綸：彈性力學(xué)，高等教育出版社。能量變分原理有限元法分析的重要理論基礎(chǔ) 龍馭球：結(jié)構(gòu)力學(xué)，清華大學(xué)出版社。1.3 有限元法概述

7、由于結(jié)構(gòu)幾何形狀與邊界條件的復(fù)雜多樣性，依靠結(jié)構(gòu)力學(xué)或彈性力學(xué)的直接解析來求取結(jié)果往往非常困難。 通常最常用的是有限元法。有限元法進(jìn)行的依據(jù)不再是結(jié)構(gòu)彈性體原型，而是將其進(jìn)行離散化處理的，由有限個(gè)單元在有限個(gè)結(jié)點(diǎn)相聯(lián)結(jié)的替代結(jié)構(gòu)，即“有限元模型”。1.3 有限元法概述1.3.1 有限元法的基本思想 有限元法在20世紀(jì)50年代起源于飛機(jī)結(jié)構(gòu)的矩陣分析，其基本思想是用有限個(gè)離散單元的集合體代替原連續(xù)體，采用能量原理研究單元及其離散集合體的平衡，以計(jì)算機(jī)為工具進(jìn)行結(jié)構(gòu)數(shù)值分析。它避免了經(jīng)典彈性力學(xué)獲得連續(xù)解的困難（建立和求解偏微分方程），使大型、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的計(jì)算容易地在計(jì)算機(jī)上完成，應(yīng)用十分廣泛。AN

8、SYS, SAP, Marc，等。 把整體結(jié)構(gòu)離散為有限個(gè)單元，研究單元的平衡和變形協(xié)調(diào)；再把這有限個(gè)離散單元集合還原成結(jié)構(gòu)，研究離散結(jié)構(gòu)的平衡和變形協(xié)調(diào)。 劃分的單元大小和數(shù)目根據(jù)計(jì)算精度和計(jì)算機(jī)能力來確定。1.3 有限元法概述1.3.2 有限元法主要優(yōu)點(diǎn)：（1） 概念淺顯，容易掌握。（離散、插值、能量原理、數(shù)學(xué)分析）（2）適用性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，幾乎適用于所有連續(xù)體和場問題的分析。（結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁場和聲學(xué)等問題）（3）計(jì)算規(guī)格化（采用矩陣表示），便于計(jì)算機(jī)編程。1.3 有限元法概述1.3.3 有限元法的基本構(gòu)想：1.3 有限元法概述（1）結(jié)構(gòu)離散化：將原型結(jié)構(gòu)劃分為有限個(gè)“單元”（如直

9、桿元、曲桿元、矩形元等），并通過有限個(gè)“結(jié)點(diǎn)”相互連接，從而形成稱為“有限元模型”的替代結(jié)構(gòu)。將作為今后分析的物理依據(jù)。1.3 有限元法概述（2）單元特性計(jì)算：建立各單元結(jié)點(diǎn)的廣義位移（軸向位移、切向位移、撓曲轉(zhuǎn)角、扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角）與相應(yīng)廣義位移方向的結(jié)點(diǎn)內(nèi)力（軸力、剪力、彎矩、扭矩）之間的關(guān)系。（即建立單元?jiǎng)偠染仃嚕?eeeFK1.3 有限元法概述（3）有限元模型解析：把有限元模型所有單元的上述關(guān)系總集起來，將形成線性代數(shù)方程組形式的結(jié)構(gòu)總剛度方程。 FK（a）邊界條件：在結(jié)構(gòu)總剛度方程里引入原結(jié)構(gòu)邊界結(jié)點(diǎn)的相關(guān)約束條件。（b）結(jié)構(gòu)連續(xù)性要求：匯交于i點(diǎn)各單元在結(jié)構(gòu)受載變形后仍匯交于i點(diǎn)。即匯交于

10、i點(diǎn)的各單元的任一廣義位移方向上應(yīng)有相同的變位。一維拉桿 圖示階梯形直桿，各段長度均為，橫截面積分別為3A，2A，A，材料重度為，彈性模量E。 離散化：將單元?jiǎng)澐譃?個(gè)單元，4個(gè)結(jié)點(diǎn)。 單元?jiǎng)偠染仃嚕?2111113) 1 (lAEk1 23211112)2(lAEk2 3431111)3(lAEk3 41111lEAke 等效結(jié)點(diǎn)荷載：按靜力等效原則，有:1123)1(lAF1122)2(lAF112)3(lAF 對號入座，組成總剛，形成整體結(jié)構(gòu)平衡方程:FK 整體結(jié)構(gòu)平衡方程lAlAlAlAFuuuulEA21)2122()2223(23110011220022330033143211.3

11、 有限元法概述解綜合方程K= F求結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力和應(yīng)力系統(tǒng)分析(把單元?jiǎng)偠染仃嚰铣山Y(jié)構(gòu)剛度矩陣K形成等價(jià)節(jié)點(diǎn)荷載F )離散結(jié)構(gòu)為若干單元單元分析(建立單元?jiǎng)偠染仃噆e形成單元等價(jià)節(jié)點(diǎn)力)龍馭球：有限單元法1.3 有限元法概述1.3.4 有限元解的精確分析 有限元法的解只是一種逼近原結(jié)構(gòu)真實(shí)解的近似解答，解的精確性主要取決于以下方面：(1) 有限元模型能否正確反映原結(jié)構(gòu)的真實(shí)狀態(tài)。 (a) 有限元模型是多單元組成的離散結(jié)構(gòu)，其各單元之間僅通過結(jié)點(diǎn)連接，因此，內(nèi)力從一單元向另一單元的傳遞也自然通過結(jié)點(diǎn)來進(jìn)行。這種結(jié)點(diǎn)連接、結(jié)點(diǎn)傳力的假設(shè)對于桿系結(jié)構(gòu)來說，是復(fù)合桿件連接與傳力的實(shí)際情況。

12、故有限元法應(yīng)用于分析桿系結(jié)構(gòu)，其解為精確解。1.3 有限元法概述 (b) 二、三維連續(xù)體：上述結(jié)點(diǎn)連接于傳力的假定將歪曲連續(xù)體的連接與傳力實(shí)際情況。 連續(xù)體內(nèi)，相鄰單元內(nèi)力的傳遞是通過其共有邊界來進(jìn)行，但在有限元模型里系假定為結(jié)點(diǎn)傳遞。因此，有限元法用以分析二、三維連續(xù)體，從本質(zhì)上講只能是近似解。有限元法的解能否真正收斂于原結(jié)構(gòu)的精確解？1.3 有限元法概述1.3.5 單元的網(wǎng)格劃分與類型選擇 有限元法模型里，單元網(wǎng)格劃分的疏密將決定其單元尺寸與數(shù)目的大小。網(wǎng)格劃分越密，有限元模型與原結(jié)構(gòu)的形狀、特性愈加接近，從而提高其近似解的精度。 根據(jù)應(yīng)力梯度使網(wǎng)格的布局合理化。即在梯度大的區(qū)域網(wǎng)格密些，

13、梯度小的區(qū)域應(yīng)稀些。密、稀網(wǎng)格之間應(yīng)逐步過渡。1.3 有限元法概述 通常采用的單元類型可分為：(1) 非協(xié)調(diào)單元：不能完全保證相鄰單元間位 移連續(xù)性的單元(2) 協(xié)調(diào)單元： 能完全保證相鄰單元間位 移連續(xù)性的單元(3) 高階協(xié)調(diào)單元：不但能完全保證相鄰單元間位移連續(xù) 性，而且還能保證單元間應(yīng)變的連續(xù)性 但有限元法的解能否真正收斂于原結(jié)構(gòu)問題的精確解，單純依靠增加單元數(shù)目、加密單元網(wǎng)格并不一定能實(shí)現(xiàn)，這就需要考慮單元的類型選擇問題。1.3 有限元法概述1.3.5 橋梁結(jié)構(gòu)的有限元程序 1. 橋梁博士，同濟(jì)大學(xué)2. 公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)(GQJS)，交通部公 路科學(xué)研究所3. MIDAS/Civi

14、l （空間有限元程序），韓國1.4 桿系結(jié)構(gòu)有限元概述 平面桿系結(jié)構(gòu)有限元法在土木工程設(shè)計(jì)中運(yùn)用非常廣泛，連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)、桁架拱、斜拉橋等，均可概化為平面桿系結(jié)構(gòu)來分析。 實(shí)際結(jié)構(gòu)離散為有限元模型時(shí)，其結(jié)點(diǎn)的選取應(yīng)遵循下列原則：（1）原結(jié)構(gòu)的桿件自然交匯點(diǎn)作為結(jié)點(diǎn)；1.4 桿系結(jié)構(gòu)有限元概述（2）根據(jù)計(jì)算精度與驗(yàn)算截面需要，可適當(dāng)增收結(jié)點(diǎn)， （a）變截面桿可用一系列等截面桿替代1.4 桿系結(jié)構(gòu)有限元概述（b）斜拉橋主梁的索間跨中截面增設(shè)結(jié)點(diǎn)1.4 桿系結(jié)構(gòu)有限元概述（3）實(shí)際結(jié)構(gòu)的曲桿可使用一系列直桿元離散處理THE ENDTHANK YOU!橋梁博士簡介 博士系統(tǒng)一個(gè)集可視化數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)

15、庫管理、結(jié)構(gòu)分析、打印與幫助為一體的綜合性橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工計(jì)算系統(tǒng)。其基本功能：（1）直線橋：能夠計(jì)算鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、組合梁以及鋼結(jié)構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)體系的恒載與活載的各種線性與非線性結(jié)構(gòu)響應(yīng) （2）斜、彎和異型橋梁 ：采用平面梁格系分析各種平面斜、彎和異型結(jié)構(gòu)橋梁的恒載與活載的結(jié)構(gòu)響應(yīng) 橋梁博士簡介（3）其它直線橋設(shè)計(jì)計(jì)算輸入利用橋梁博士系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算一般需要經(jīng)過：直線橋設(shè)計(jì)計(jì)算輸入（1）離散結(jié)構(gòu)劃分單元（2）施工分析（3）荷載分析（4）建立工程項(xiàng)目（5）輸入總體信息、單元信息、鋼束信息、 施工階段信息、使用階段信息、輸入 優(yōu)化信息（索結(jié)構(gòu)）（6）進(jìn)行項(xiàng)目計(jì)算（7）輸出計(jì)算結(jié)果讀懂圖

16、紙或明確設(shè)計(jì)要求將設(shè)計(jì)要求變成有限元模型查看結(jié)果單位約定坐標(biāo)系平面桿系v總體坐標(biāo)系：系統(tǒng)默認(rèn)的坐標(biāo)系，節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、節(jié)點(diǎn)位移以及反力均按總體坐標(biāo)系輸出。 X：水平向右為正 Y：垂直X軸向上為正 v單元局部坐標(biāo)系：單元內(nèi)力和應(yīng)力均按單元局部坐標(biāo)系輸出。 X：沿構(gòu)件的縱軸線方向, 以左節(jié)點(diǎn)到右節(jié)點(diǎn)方向?yàn)檎?Y：垂直X軸向上為正 荷載方向 水平力：沿整體坐標(biāo)的x方向向右為正； 豎直力：沿整體坐標(biāo)的y方向向上為正； 彎 矩：依右手螺旋法則，垂直于整體坐標(biāo)系向外（向用戶方向）為正 效應(yīng)方向軸 力：使單元受壓為正，受拉為負(fù)剪 力：由單元底緣向頂緣方向?yàn)檎粗疄樨?fù)彎 矩：使單元底緣受拉為正，上緣受拉為負(fù)（平面

17、）位 移：與總體坐標(biāo)系一致為正，反之為負(fù)正應(yīng)力（法向應(yīng)力）：壓應(yīng)力為正，拉應(yīng)力為負(fù)；剪應(yīng)力：由截面底緣向頂緣方向?yàn)檎粗疄樨?fù)；主應(yīng)力：正表示壓，負(fù)表示拉；強(qiáng) 度：受彎構(gòu)件的強(qiáng)度為MR，單位KN-m，其它構(gòu)件強(qiáng)度為NR；結(jié)構(gòu)支承反力：與總體坐標(biāo)系一致為正，反之為負(fù)； 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)離散：在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算之前，首先要根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)方案和施工方案，劃分單元并對單元和節(jié)點(diǎn)編號。對于單元的劃分一般遵從以下原則： （1）對于所關(guān)心截面設(shè)定單元分界線，即編制節(jié)點(diǎn)號（2） 構(gòu)件的起點(diǎn)和終點(diǎn)以及變截面的起點(diǎn)和終點(diǎn)編制節(jié)點(diǎn)號； (3) 不同構(gòu)件的交點(diǎn)或同一構(gòu)件的折點(diǎn)處編制節(jié)點(diǎn)號； (4) 施工分界線設(shè)定單元分界線，即

18、編制節(jié)點(diǎn)號； (5) 當(dāng)施工分界線的兩側(cè)位移不同時(shí)，應(yīng)設(shè)置兩個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)，利用主從約束關(guān)系考慮該節(jié)點(diǎn)處的連接方式； (6) 邊界或支承處應(yīng)設(shè)置節(jié)點(diǎn)； (7) 不同號單元的同號節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)可以不同，節(jié)點(diǎn)不重合系統(tǒng)形成剛臂； (8) 對橋面單元的劃分不宜太長或太短，應(yīng)根據(jù)施工荷載的設(shè)定并考慮活載的計(jì)算精度統(tǒng)籌兼顧。因?yàn)榛钶d的計(jì)算是根據(jù)橋面單元的劃分，記錄橋面節(jié)點(diǎn)處位移影響線，進(jìn)而得到各單元的內(nèi)力影響線經(jīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃加載計(jì)算其最值效應(yīng)。對于索單元一根索應(yīng)只設(shè)置一個(gè)單元。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備施工分析劃分施工階段，確定施工周期；各施工階段的具體操作：包括安裝的單元號、張拉的鋼束號、添加的外力荷載、本階段的內(nèi)部、外部約束條

19、件、掛籃的操作步驟、拉索單元的索力調(diào)整等等。橋梁結(jié)構(gòu)不同的施工方法將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的最終成橋內(nèi)力不同。施工階段的劃分，對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很大的影響項(xiàng)目的建立用戶通過“文件”下拉式菜單，選擇“新建項(xiàng)目組”或“打開項(xiàng)目組” 通過“項(xiàng)目”下拉式菜單選擇“創(chuàng)建項(xiàng)目”，或者在項(xiàng)目組管理窗口，通過右鍵來點(diǎn)擊“創(chuàng)建項(xiàng)目” 。輸入項(xiàng)目名稱、通過點(diǎn)擊“瀏覽”來選擇存儲路徑，在下拉條中選擇項(xiàng)目類型。創(chuàng)建項(xiàng)目后，程序出現(xiàn)了如下頁圖 所示的界面?，F(xiàn)在用戶就可以根據(jù)事先的準(zhǔn)備，輸入數(shù)據(jù)了。在一個(gè)項(xiàng)目組中，創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，或通過雙擊打開一個(gè)既有項(xiàng)目，程序均會出現(xiàn)如下頁圖所示的數(shù)據(jù)文檔窗口，在此窗口輸入或查看所有的計(jì)算原始數(shù)據(jù)。此界

20、面的最左側(cè)是項(xiàng)目管理窗口。輸入窗口的下部是圖形顯示窗口，用戶可以用右鍵切換顯示信息，以幫助用戶判斷輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，快速了解結(jié)構(gòu)特征。項(xiàng)目的建立基本信息 橋梁工程描述、結(jié)構(gòu)備忘描述：用戶可以在此輸入備注性質(zhì)的文字，來描述本項(xiàng)目的特點(diǎn)，以便于日后查看。計(jì)算類別：根據(jù)不同的需要選擇不同的計(jì)算方式。 (1) 計(jì)算內(nèi)力、位移：掌握結(jié)構(gòu)的基本受力狀態(tài)； (2) 估算配筋面積：得到大致的配筋信息，初步掌握結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)； (3) 全橋結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算：對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行復(fù)核、修正； (4) 優(yōu)化計(jì)算拉索面積：對斜拉橋的拉索面積、張拉索力進(jìn)行優(yōu)化。 如果是初步設(shè)計(jì)階段則選擇估算配筋面積，此時(shí)應(yīng)在 結(jié)構(gòu)配筋估算信息對

21、話框中指定預(yù)配置的鋼筋或鋼束類型等，以便估算的鋼筋面積更接近真值?；拘畔?橋梁環(huán)境選擇橋梁所處的地理環(huán)境。程序在計(jì)算混凝土構(gòu)件收縮徐變時(shí)使用。用戶可以參考公橋規(guī)2004附錄F。濕度：橋梁所處環(huán)境的濕度，在混凝土的收縮變形與徐變計(jì)算中需要該信息，從列表框中選擇。對公橋規(guī)2004，一般填0.8。環(huán)境有強(qiáng)烈腐蝕性：在驗(yàn)算抗裂性時(shí)需要該信息；計(jì)算內(nèi)容選擇本次計(jì)算所需要計(jì)算的部分。一般在估算預(yù)應(yīng)力配筋時(shí)不計(jì)結(jié)構(gòu)的收縮徐變；結(jié)構(gòu)的非線性僅在特大跨徑橋梁分析時(shí)使用，通常結(jié)構(gòu)不需計(jì)算。附加信息q指定計(jì)算部分內(nèi)容。包括以下幾點(diǎn)：結(jié)構(gòu)驗(yàn)算單元：在選擇“全橋結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算”時(shí)，填入需要驗(yàn)算的單元號，不填則默認(rèn)為全部

22、單元。組合計(jì)算類型：對應(yīng)于規(guī)范的荷載組合類型。不填則默認(rèn)為全部組合1-9，包括用戶自定義組合。計(jì)算活載單元、計(jì)算活載節(jié)點(diǎn)：選擇需要進(jìn)行活載分析的單元、節(jié)點(diǎn)。不填則默認(rèn)為全部單元。活載加載步長：進(jìn)行活載影響線加載時(shí)的步長。填0時(shí)系統(tǒng)默認(rèn)為1/50的跨徑。步長越小，活載計(jì)算越精確，速度越慢。對于某些“沒有跨徑”的結(jié)構(gòu)（只有一個(gè)約束），程序?qū)o法進(jìn)行加載，必須由用戶填入加載步長。 非線性荷載分級數(shù)：當(dāng)計(jì)算內(nèi)容中選擇了幾何非線性或梁柱非線性時(shí)，此窗口被激活。程序按用戶輸入的分級數(shù)將荷載分成n級逐步計(jì)算，每次計(jì)算都進(jìn)行剛度矩陣修正，因此級數(shù)越高結(jié)果越精確，但計(jì)算時(shí)間越長。q形成剛臂時(shí)決定節(jié)點(diǎn)位置的單元號

23、：當(dāng)多個(gè)單元共用一個(gè)節(jié)點(diǎn)號，且其節(jié)點(diǎn)位置不重合時(shí)，形成剛臂。此時(shí)，程序有一套默認(rèn)的確定節(jié)點(diǎn)位置的規(guī)則。若此規(guī)則不能表達(dá)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況時(shí)，用戶可以在這里填入單元號，來改變系統(tǒng)的固定算法，系統(tǒng)將根據(jù)用戶填入的單元來確定節(jié)點(diǎn)的位置。計(jì)算細(xì)節(jié)控制 生成調(diào)束信息：對進(jìn)行“全橋結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算”的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件選擇此命令，可使程序在計(jì)算時(shí)生成調(diào)束信息，便于進(jìn)行調(diào)束工作。 調(diào)束階段號：用戶填入需要產(chǎn)生調(diào)束信息的施工階段號，不填默認(rèn)為全部階段。在選中“生成調(diào)束信息”時(shí)有效。 生成調(diào)索信息：對進(jìn)行“全橋結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算”的含有拉索單元的結(jié)構(gòu)選擇此命令，可使程序在計(jì)算時(shí)生成調(diào)索信息，便于進(jìn)行調(diào)索工作。 橋面為豎直單元：選擇此

24、命令，將使橋面單元的左右截面為豎直截面。 極限組合計(jì)預(yù)應(yīng)力：在進(jìn)行結(jié)構(gòu)極限組合計(jì)算的時(shí)候，預(yù)應(yīng)力的作用是否當(dāng)作外力計(jì)入結(jié)構(gòu)。根據(jù)公橋規(guī)2004，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的極限強(qiáng)度是不計(jì)預(yù)應(yīng)力的。但對于一些預(yù)應(yīng)力橋梁中的非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力的作用力卻對這些構(gòu)件的極限組合內(nèi)力有影響，比如預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)的橋墩等構(gòu)件。 極限組合計(jì)二次矩：在按公橋規(guī)2004版進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候被激活，用戶指定是否考慮預(yù)應(yīng)力二次矩。對預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁以外的其它結(jié)構(gòu)，計(jì)算結(jié)果將不準(zhǔn)確。 極限組合計(jì)收縮、徐變：在按公橋規(guī)2004版進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候被激活，用戶指定是否考慮收縮、徐變。 極限組合計(jì)溫度：在按公橋規(guī)2004版進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候被激活，用戶指定

25、是否考慮溫度效應(yīng)，包括結(jié)構(gòu)升降溫和梯度溫度。 極限組合計(jì)沉降：在按公橋規(guī)2004版進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候被激活，用戶指定是否考慮不均勻沉降的影響。 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：在公橋規(guī)2004版中，根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性確定的內(nèi)力擴(kuò)大系數(shù)。規(guī)范 用戶選擇計(jì)算適用的規(guī)范。由于橋梁博士3.0可以按照多個(gè)規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)算，在輸入單元材料、單元鋼筋、預(yù)應(yīng)力材料等信息時(shí)，必須使之與適用的規(guī)范相對應(yīng) 輸入單元信息 用戶可以使用右鍵菜單或“數(shù)據(jù)”下拉式菜單，切換到單元輸入窗口：單元的基本信息節(jié)點(diǎn)號和頂緣坐標(biāo)： (1) 單元左右節(jié)點(diǎn)頂緣或中點(diǎn)坐標(biāo)位置的意義如圖所示 (2) 手動(dòng)逐個(gè)輸入單元的左右節(jié)點(diǎn)號、左右節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，也可以通過快速編輯器，

26、編輯成批的單元信息。單元的性質(zhì) ：截面由混凝土和普通鋼筋組成。按全截面計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力，按開裂截面計(jì)算其應(yīng)力和強(qiáng)度，驗(yàn)算時(shí)將驗(yàn)算裂縫寬度；：截面由混凝土、普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋組成。按全斷面計(jì)算其應(yīng)力，按開裂截面驗(yàn)算其極限強(qiáng)度。：截面由混凝土和鋼材組成。按全斷面計(jì)算應(yīng)力。：截面只由鋼材組成。按全斷面計(jì)算應(yīng)力。：截面只由鋼筋或鋼材組成。只有當(dāng)構(gòu)件需要調(diào)整其軸力時(shí)，才有必要將其置為拉索單元。拉索單元只提供拉力，而不會產(chǎn)生其它性質(zhì)的內(nèi)力。：截面由圬工材料組成。因圬工材料的性質(zhì)差異很大，程序沒有提供默認(rèn)的圬工材料，需要用戶自定義。：預(yù)應(yīng)力混凝土單元驗(yàn)算是否一定要按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件驗(yàn)算。如果是，則驗(yàn)算時(shí)截面不準(zhǔn)出

27、現(xiàn)拉應(yīng)力；如果否，則先按全預(yù)應(yīng)力驗(yàn)算，不滿足則按A類構(gòu)件驗(yàn)算，仍不滿足則按B類構(gòu)件驗(yàn)算。：當(dāng)單元為混凝土構(gòu)件時(shí)，此項(xiàng)被激活，由用戶選擇單元的施工方式。在公橋規(guī)（2004）中，現(xiàn)澆構(gòu)件和預(yù)制、拼裝構(gòu)件的計(jì)算是有區(qū)別的。：當(dāng)前單元是否橋面單元。用于確定施工階段的移動(dòng)荷載（坐標(biāo)荷載）作用位置和使用階段影響線計(jì)算時(shí)單位荷載作用點(diǎn)位置，以及判斷剪力影響線的突變位置。如果計(jì)算活載時(shí)計(jì)入非線性效應(yīng)則也將據(jù)此確定活載的作用位置。簡單的說，程序就是據(jù)此確定活荷載作用在哪些單元上。有效長度對于受壓構(gòu)件，在此輸入單元的有效長度lo，用于計(jì)算偏心受壓構(gòu)件的偏心距增大系數(shù)或軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)。參見公橋規(guī)（2004）

28、第5.3項(xiàng)。自重系數(shù)在計(jì)算單元自重時(shí)程序根據(jù)單元體積和材料的容重再乘以該自重調(diào)整系數(shù)，得出計(jì)算用的單元自重。系統(tǒng)默認(rèn)的材料容重為：混凝土25KN/m3，鋼材78.5KN/m3。用戶可以根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的配筋率適當(dāng)調(diào)整此系數(shù)。如果單元由 1立方米30#混凝土組成，其自重系數(shù)為2，則單元總重25 x 1 x 250 KN。加載齡期混凝土在單元第一次受力時(shí)（即安裝時(shí)）已養(yǎng)護(hù)的天數(shù)。系統(tǒng)缺省默認(rèn)值為28。左端為張拉端當(dāng)單元為拉索時(shí)此選項(xiàng)被激活。選中此框則表示拉索的左端為張拉端，否則拉索的右端為張拉端。如果拉索安裝時(shí)沒有張拉力，則拉索的重量按照等效節(jié)點(diǎn)荷載原理施加到拉索的兩端；如果安裝時(shí)有初張拉力，則自重

29、只等效到非張拉端，而張拉端的索力為初始張拉力。優(yōu)化計(jì)算和施工計(jì)算的拉索初始力都是指張拉端的索力，僅由張拉設(shè)備控制，沒有重力的效應(yīng)。在非張拉端則根據(jù)張拉端的內(nèi)力考慮重力對索力的影響后計(jì)算得到。所以，對于拉索單元，左端張拉與右端張拉得到的最終索力將是不同的。截面特征描述 單擊左截面或右截面，彈出截面特征描述對話框，如圖 4 10所示，此對話框同時(shí)出現(xiàn)在快速編輯器的各項(xiàng)功能中。 如果截面內(nèi)有鋼束穿過，系統(tǒng)在計(jì)算時(shí)自動(dòng)根據(jù)鋼束特征修正截面信息（鋼束灌漿前截面特征中扣除孔道的影響，鋼束灌漿后鋼束的面積將換算到截面特征中）。 重新設(shè)定與大氣接觸的周邊長度：計(jì)算混凝土收縮時(shí)使用。填0則由程序根據(jù)截面形狀自動(dòng)

30、計(jì)算。材料類型：注意使其類型與適用的規(guī)范相對應(yīng)。用戶還可使用工具菜單下的材料特征命令自定義新的材料類型。頂緣、底緣有效寬度：較寬截面的有效分布寬度。 (1) 計(jì)算截面幾何特征在結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時(shí)使用全截面，應(yīng)力、強(qiáng)度分析時(shí)使用有效截面。 (2) 在公橋規(guī)2004中，計(jì)算軸力產(chǎn)生的應(yīng)力時(shí)，按全斷面計(jì)算。 (3) 此值若填0則表示該截面都是有效截面。 (4) 關(guān)于有效寬度的取值，可參見公橋規(guī)2004第4.2.3條。截面鋼筋截面鋼筋：截面上配置的普通鋼筋信息。 截面鋼筋輸入時(shí)，鋼筋的高度為正值表示距截面底緣的距離，為負(fù)值時(shí)表示距截面頂緣的距離。附加截面附加截面：徹底解決了組合截面較難模擬的問題。截面幾何

31、描述截面的幾何信息輸入方式：圖形輸入：選擇常用的或用戶自定義的圖形，輸入其參數(shù)；節(jié)線輸入：輸入不同高度處的截面寬度；特殊輸入：直接輸入截面的各項(xiàng)指標(biāo)；坐標(biāo)輸入：用戶以坐標(biāo)形式，逐點(diǎn)描述截面形狀；自AutoCAD讀入。圖形輸入節(jié)線輸入 用戶應(yīng)以逆時(shí)針順序逐一輸入各點(diǎn)坐標(biāo)。而坐標(biāo)又有相對坐標(biāo)與絕對坐標(biāo)之分。相對坐標(biāo)的含義是指當(dāng)前點(diǎn)的坐標(biāo)相對于前一點(diǎn)的坐標(biāo)偏移量。坐標(biāo)輸入按絕對坐標(biāo)輸入為：0 0 1000 0 1000 2000 0 2000 實(shí)區(qū)250 500 750 500 750 1500 250 1500 空區(qū)按相對坐標(biāo)輸入：0 0 1000 0 0 2000 -1000 0 實(shí)區(qū)250 5

32、00 500 0 0 1000 -500 0 空區(qū)快速編輯器快速編輯器的意義一般的結(jié)構(gòu)，均有幾十至幾百個(gè)單元，數(shù)據(jù)量龐大，逐一輸入單元信息實(shí)不可取。對于通常的橋梁結(jié)構(gòu)，可以通過快速編輯器完成大部分單元的編輯。系統(tǒng)根據(jù)各種橋型的特點(diǎn)，提供了單元的快速編輯器。除一些特殊單元外，用戶應(yīng)盡可能使用快速編輯器編輯結(jié)構(gòu)的單元特征。編輯器主要是使用單元組的概念，充分利用截面特征的擬合和坐標(biāo)的自動(dòng)計(jì)算功能，減輕輸入的工作量。直線功能：快速編輯連成一條直線的多個(gè)單元信息。系統(tǒng)將打開如圖 所示的對話框。特點(diǎn)：單元的頂緣或截面的高度中點(diǎn)位于同一根直線上，其截面可由有限的控制斷面經(jīng)直線內(nèi)插或按拋物線擬合而成截面的形成

33、示意1#節(jié)點(diǎn)處51#節(jié)點(diǎn)處101#節(jié)點(diǎn)處700150010006002000800二次拋物線擬合 二次拋物線則需由三點(diǎn)確定。圖為一示例，此例在距離起點(diǎn)0、10、25m三處定義了控制截面。 第一點(diǎn)的截面擬合類型不限制，第二點(diǎn)的擬合類型必須是“向后拋物線”，第三點(diǎn)的類型必須是“向前拋物線”。這樣，程序?qū)⒁源巳c(diǎn)為控制點(diǎn)，擬合出一條二次拋物線。拋物線內(nèi)插取用控制斷面的示意拱肋功能：快速編輯多個(gè)單元信息，這些單元連成一條“拋物線”、“圓弧線”或“懸鏈線”。系統(tǒng)將打開如圖 4 18所示的對話框。選擇了曲線類型后，根據(jù)圖示填入相應(yīng)的控制信息特點(diǎn)：將各單元截面擬合為等截面。如果實(shí)際情況不是如此，用戶也可以用

34、“直線”快速編輯器中的截面擬合工具重新編輯單元的截面信息（不改坐標(biāo)信息），而只用“拱肋”快速編輯器編輯單元節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置。拱肋單元快速編輯器拉索功能：快速編輯多個(gè)拉索單元信息，彈出斜拉索單元組編輯對話框如圖 4 19所示。特點(diǎn)：拉索單元組是指斜拉橋中拉索單元，其左右端分別位于不同的直線上的單元組。分段長度應(yīng)填寫正值, 坐標(biāo)的計(jì)算將從起點(diǎn)根據(jù)參考點(diǎn)的位置和分段的方向延參考線分別做遞增或遞減計(jì)算。此處的參考線可以不是水平或豎直的。編輯示意：圖 4 20給出了拉索單元組的編輯示意。斜拉索單元組編輯對話框圖 4 20 拉索單元組的編輯示意8*5.018*2.032 其中1、3控制點(diǎn)為拉索左節(jié)點(diǎn)的起始點(diǎn)

35、和參考點(diǎn)，2、3控制點(diǎn)為右節(jié)點(diǎn)的起始點(diǎn)和參考點(diǎn)，坐標(biāo)的增或減依據(jù)參考點(diǎn)相對于起始點(diǎn)的位置而定， 圖中示例是基于在編輯器中選擇了左節(jié)點(diǎn)X向、右節(jié)點(diǎn)Y向偏移，如果沒有選擇此項(xiàng)，則左節(jié)點(diǎn)為Y向、右節(jié)點(diǎn)X向偏移，即適合于橋塔另一側(cè)的拉索單元組。 本例中的坐標(biāo)計(jì)算，左節(jié)點(diǎn)以1#控制點(diǎn)為基礎(chǔ)X坐標(biāo)依次遞增5.0米，右節(jié)點(diǎn)以2#控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，Y坐標(biāo)依次遞增2.0米，其左節(jié)點(diǎn)的Y坐標(biāo)和右節(jié)點(diǎn)的X坐標(biāo)經(jīng)內(nèi)插得到，本例為分別保持其起點(diǎn)對應(yīng)坐標(biāo)不變； 拉索特征模板：選擇拉索單元的材料類型。平行功能：快速編輯多個(gè)平行單元信息，單擊彈出平行單元組編輯對話框，如圖 4 21所示。特點(diǎn)：平行單元組是指在水平方向并列放置，其

36、左右端分別位于不同的直線或拋物線上的單元組,如拱橋的吊桿或立柱等。圖 4 22給出了平行單元組的生成示意：圖 4 21平行單元組編輯對話框 圖 4 22 平行單元組編輯示意1354216*2.825 其中要編輯的單元為吊桿，左右節(jié)點(diǎn)各有3個(gè)控制點(diǎn)，填入相應(yīng)坐標(biāo)，根據(jù)曲線方程自動(dòng)計(jì)算各點(diǎn)的坐標(biāo)，其它單元信息將自動(dòng)從模板單元中取用； 如果拱肋和橋面上的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)已經(jīng)形成，則可通過單元-截取坐標(biāo)方法形成節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。對稱功能：快速編輯多個(gè)單元信息，使之與已有的多個(gè)單元對稱。圖 4 23給出了單個(gè)單元對稱操作的示意：X=102134 系統(tǒng)在對稱時(shí)自動(dòng)將左右截面置換，用戶需要在定義生成單元的左右節(jié)點(diǎn)號定義時(shí)予

37、以反置。 系統(tǒng)的對稱操作將對換左右端的定義，即原單元左端=生成單元右端，原單元右端=生成單元左端。 在進(jìn)行此操作時(shí)，左右節(jié)點(diǎn)號的設(shè)定應(yīng)作相應(yīng)考慮：生成單元號與模板單元號一一對應(yīng)，左右節(jié)點(diǎn)號應(yīng)與生成單元號一一對應(yīng)。平移功能：快速編輯多個(gè)單元信息，使之與已有的多個(gè)單元信息相似，而坐標(biāo)不同。圖 4 24給出了單個(gè)單元平移的操作示意：特點(diǎn)：平移操作實(shí)際上相當(dāng)于拷貝操作，僅僅將生成的單元的左右節(jié)點(diǎn)號和節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)改變即可。圖 4 24 單元組平移操作示意211034內(nèi)插功能：內(nèi)插操作是指在已經(jīng)生成的單元中內(nèi)插節(jié)點(diǎn)，將原單元拆分為兩個(gè)新單元。圖 4 25示出了單元內(nèi)插操作的意義。 特點(diǎn)： 單元內(nèi)插操作一般用在

38、桁架橋的腹桿單元編輯。 如果腹桿需要內(nèi)插節(jié)點(diǎn)，可先將腹桿兩端節(jié)點(diǎn)生成，再采用內(nèi)插操作一次完成。 示例： 原有單元5，左節(jié)點(diǎn)號為3，右節(jié)點(diǎn)號為4?，F(xiàn)內(nèi)插節(jié)點(diǎn)8。 內(nèi)插結(jié)果為：原5#單元的右節(jié)點(diǎn)變?yōu)?，相應(yīng)修改坐標(biāo)和截面信息。新生成6#單元，左節(jié)點(diǎn)號為8，右節(jié)點(diǎn)號為4，相應(yīng)修改坐標(biāo)和截面信息，坐標(biāo)和截面信息為根據(jù)操作要求進(jìn)行線性內(nèi)插。單元功能：單元操作是對多個(gè)單元的某個(gè)共同特征進(jìn)行全局修改。如圖 4 26所示。 單元編輯命令可全局修改單元的多個(gè)特征，也可完成單元的坐標(biāo)偏移，或截取單元的左右節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。 截取坐標(biāo)時(shí)指根據(jù)單元的左右節(jié)點(diǎn)號，在已經(jīng)輸入的單元庫中搜索已經(jīng)輸入的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，如果節(jié)點(diǎn)號相同，則將

39、已經(jīng)輸入的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)拷貝到現(xiàn)編輯的單元中。 這在輸入桁架腹桿單元時(shí)非常有用，可先將上下弦桿單元生成，再指定需編輯腹桿單元的左右節(jié)點(diǎn)號，然后采用截取坐標(biāo)命令，搜索坐標(biāo)。 如果同時(shí)選擇了坐標(biāo)偏移命令，則先搜索坐標(biāo)，再將該坐標(biāo)按用戶的坐標(biāo)偏移控制進(jìn)行偏移操作。示例 例如，如果發(fā)現(xiàn)1-10號單元的自重系數(shù)需要由1變?yōu)?.04，則使用單元命令，輸入如圖 4 26數(shù)據(jù)，單擊確定即可。 例如，如果發(fā)現(xiàn)1-10號單元的頂緣Y坐標(biāo)偏低20cm，則可選擇坐標(biāo)偏移，填寫編輯量設(shè)置中的左右節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)偏移Y=0.2，坐標(biāo)的偏移可在X向、Y向或單元的法向偏移。截面功能：截面操作是對多個(gè)單元的左或右截面的某個(gè)共同特征進(jìn)行全局修

40、改。示例：例如，如果發(fā)現(xiàn)1-10號單元截面上的普通鋼筋信息不正確，則可使用截面命令，將1-10號單元的截面鋼筋按模板截面上鋼筋進(jìn)行用戶指定的修改。如圖 4 27所示。圖 4 27 截面編輯命令 坐標(biāo)功能：對結(jié)構(gòu)一組單元左右節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行切割或擬合操作。特點(diǎn)：復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)處構(gòu)造復(fù)雜，或者大跨徑橋梁設(shè)置的豎曲線等，在結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)輸入時(shí)較難處理，采用坐標(biāo)命令可有效地解決這一問題。切割一般用在構(gòu)件的線形控制點(diǎn)已知，但其實(shí)際位置距離控制點(diǎn)存在偏位。擬合一般用在豎曲線的生成，可先將主梁按X坐標(biāo)分段，忽略豎曲線，然后采用擬合命令，根據(jù)主梁單元左右節(jié)點(diǎn)X坐標(biāo)和用戶設(shè)定的豎曲線方程插值計(jì)算單元節(jié)點(diǎn)的實(shí)際Y坐標(biāo)。

41、示例 例如斜拉索錨固點(diǎn)與主梁軸線及主塔中線的偏移等，可先將拉索坐標(biāo)設(shè)置在控制點(diǎn)上，然后采用切割命令，給定切割線方程，系統(tǒng)自動(dòng)內(nèi)插得到實(shí)際位置的坐標(biāo)值。單元編輯總結(jié) 以上所介紹的單元快速編輯器可隨時(shí)使用，用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，尋找最快捷的方式輸入，以下將根據(jù)經(jīng)驗(yàn)提供一些基本方法供用戶參考： 單元頂緣線或中心線位于一條直線上時(shí)，例如橋面單元或橋塔、橋墩及弦桿等，一般使用直線命令，如果存在豎曲線可采用坐標(biāo)命令進(jìn)行擬合。 拱肋單元一般使用拱肋命令，也可以采用直線命令，然后使用坐標(biāo)命令進(jìn)行擬合坐標(biāo)。斜拉索使用拉索命令，一般在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，拉索的錨固點(diǎn)坐標(biāo)需特殊指定，一般應(yīng)根據(jù)拉索節(jié)點(diǎn)與梁、塔坐標(biāo)的相對關(guān)系

42、，通過截取拉索節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，再采用坐標(biāo)命令進(jìn)行切割。方案設(shè)計(jì)時(shí)可以將拉索置于梁塔節(jié)點(diǎn)處。系桿拱吊桿一般采用指定吊桿節(jié)點(diǎn)號后使用坐標(biāo)截取命令。拱橋立柱或桁架橋的腹桿一般采用指定節(jié)點(diǎn)號，截取節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，如果需要再內(nèi)插單元，最后再根據(jù)力學(xué)需要，偏移節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)或切割節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，以便考慮節(jié)點(diǎn)剛臂的影響。如果截面為等截面，可先不管單元的截面信息，最后采用截面命令進(jìn)行替換。截面上的普通鋼筋可通過添加式輸入。單元的基本信息可在最后采用單元命令統(tǒng)一設(shè)置。如果發(fā)現(xiàn)坐標(biāo)的輸入有偏差，可使用單元的坐標(biāo)偏移命令進(jìn)行修改。對稱結(jié)構(gòu)可先輸入半結(jié)構(gòu)，再采用對稱命令輸入另一半結(jié)構(gòu)。如果結(jié)構(gòu)的某些部位可通過平移得到，則盡量采用平移命令。對

43、稱操作時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)單元左右端信息反了，可使用單元命令對換左右端信息。結(jié)構(gòu)輸入前，亦將控制斷面存入文件，便于數(shù)據(jù)維護(hù)。如果截面在擬合時(shí)存在突變點(diǎn)，可先忽略突變點(diǎn)，擬合完成后再局部修改。節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)規(guī)律不明確時(shí)，可采用自CAD讀入的方法將坐標(biāo)讀入。輸入鋼束信息 用戶可以使用右鍵菜單或“數(shù)據(jù)”下拉式菜單，切換到鋼束輸入窗口，如圖 4 48所示：數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 首先對結(jié)構(gòu)中的所有預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行編號。 編號的原則： (1) 不同鋼束幾何類型、不同材料類型需分別編號， (2) 如果幾何類型相同，材料也相同，但需要考慮鋼束分批張拉彈性壓縮損失時(shí)也需根據(jù)張拉過程進(jìn)行編號?；拘畔?鋼束鋼質(zhì)：選擇預(yù)應(yīng)力鋼束材料。鋼束編束

44、根數(shù)：例如，如果采用OVM15-7，則編束根數(shù)為7。鋼束束數(shù)：同一類型鋼束的束數(shù)。鋼束錨固時(shí)彈性回縮合計(jì)總變形：指所有張拉端回縮合計(jì)值。參考公橋規(guī)2004第6.2.3條取值。張拉控制應(yīng)力：鋼束在張拉端錨固時(shí)的有效預(yù)應(yīng)力（應(yīng)扣除錨口損失），輸入正值表示錨固應(yīng)力，負(fù)值表示張拉力（對于先張法構(gòu)件，應(yīng)在此扣除溫差導(dǎo)致的s3損失）。超張拉系數(shù)：鋼束超張拉應(yīng)力與張拉控制應(yīng)力的比值。如果此值為0，該號鋼束不超張拉。成孔方式用于確定管道摩阻系數(shù)和局部偏差系數(shù)，參見表4-1。在公橋規(guī)2004中，成孔方式更多，管道摩阻系數(shù)和局部偏差系數(shù)各異，程序所內(nèi)定的取值不足以覆蓋規(guī)范的全部類型。對于與下表取值不符的成孔方式，

45、用戶應(yīng)選擇自定義類型，然后填入相應(yīng)的管道摩阻系數(shù)和局部偏差系數(shù)值。成孔面積鋼束預(yù)留孔道的面積。成孔面積是指一束鋼束的成孔面積，即一個(gè)孔道的面積。如果該號鋼束由多束構(gòu)成，系統(tǒng)自動(dòng)將該面積乘以束數(shù)。先張法構(gòu)件應(yīng)將此值設(shè)定為0。在該鋼束尚未灌漿之前考慮其孔道對截面特征削弱的影響。張拉方式：選擇施工時(shí)采用的張拉方法。此處的左、右端分別指鋼束的起、終點(diǎn)。體外束：選擇是否體外鋼束。若為體外束則不計(jì)入其對截面換算截面特征的影響。松弛率：輸入鋼束的松弛率（）。 (1) 可根據(jù)廠家提供的材料資料填寫?；虬匆?guī)范取值： (2) 公橋規(guī)85可參考第5.2.10條取值； (3) 公橋規(guī)2004參考第6.2.6條取值，填

46、0時(shí)程序根據(jù)公式（6.2.6-1）按低松弛計(jì)算； (4) 鐵橋規(guī)參考第6.3.4條第5款取值。松弛時(shí)間： (1) 填0時(shí)程序按相關(guān)規(guī)范規(guī)定的松弛曲線取值，計(jì)算不同時(shí)間的松弛率； (2) 不為0時(shí)程序按所填天數(shù)，按直線內(nèi)插取值，計(jì)算不同時(shí)間的松弛率。鋼束名稱：作為備注使用，用以區(qū)別鋼束上、下參考線：在此輸入（在總體信息中）已經(jīng)定義的上下參考線名稱，供輸入豎彎信息時(shí)使用。對于不使用參考線的鋼束，可以不填。取于文件：根據(jù)系統(tǒng)提供的幾種鋼束形狀，以文本參數(shù)形式輸入。相關(guān)單元號：與該鋼束相關(guān)的所有單元號，系統(tǒng)將完全按照用戶的設(shè)定來形成等效荷載。系統(tǒng)能自動(dòng)識別與鋼束相關(guān)的預(yù)應(yīng)力單元；當(dāng)非預(yù)應(yīng)力單元內(nèi)有鋼束

47、時(shí)，則必須人為在此設(shè)定相關(guān)單元號。缺省系統(tǒng)只認(rèn)為預(yù)應(yīng)力單元才有預(yù)應(yīng)力鋼束通過。排除單元號：當(dāng)鋼束通過幾個(gè)單元的交界處時(shí)，為確保鋼束位置判斷的可靠性，采用排除單元來避免二義性，系統(tǒng)在自動(dòng)分析鋼束位置后，再去掉用戶輸入的排除單元號。一般不予使用。鋼束幾何描述 豎彎：功能：彈出鋼束幾何形狀描述（豎彎）對話框，如圖 4 29所示。輸入 是否導(dǎo)線輸入是否導(dǎo)線輸入：按導(dǎo)線點(diǎn)輸入，用戶應(yīng)逐行填入各導(dǎo)線點(diǎn)的（x，y）坐標(biāo)，以及此點(diǎn)處的鋼束轉(zhuǎn)折半徑；若不按導(dǎo)線點(diǎn)輸入，用戶應(yīng)逐行填入各轉(zhuǎn)折點(diǎn)的坐標(biāo)，以及與前一點(diǎn)之間的曲線半徑，直線則填“0”。 是否相對坐標(biāo)輸入是否相對坐標(biāo)輸入：按相對坐標(biāo)輸入，則用戶應(yīng)逐行填入各點(diǎn)

48、相對前一點(diǎn)的相對x坐標(biāo)，而y坐標(biāo)仍是絕對坐標(biāo)；否則填絕對坐標(biāo)；不論是否為相對坐標(biāo)，其第一點(diǎn)坐標(biāo)必須是絕對坐標(biāo)。 幾何參數(shù)幾何參數(shù)：用戶根據(jù)所選的輸入方式，填入適當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)坐標(biāo)和對應(yīng)的半徑。用戶在這里使用參考線的概念，使所輸入的y坐標(biāo)為相對于參考線的坐標(biāo)。例如，對一座變截面連續(xù)梁，可在“總體信息”中生成其梁底緣線，作為參考線。而在輸入其底板束時(shí)只需輸入鋼束相對于底板的y高度方向位置，程序自動(dòng)將直線鋼束調(diào)整為延梁底緣參考線走向的底板束。 在使用參考線時(shí)不可同時(shí)使用參考點(diǎn)坐標(biāo)；不采用導(dǎo)線輸入的鋼束不能進(jìn)行調(diào)束操作。平彎鋼束的平彎輸入與豎彎輸入方法類似。此時(shí)的“z”坐標(biāo)，是指橫向坐標(biāo)。平彎輸入時(shí)，若不使

49、用相對坐標(biāo)，則其輸入的“x”值需與豎彎的“x”值以及整體坐標(biāo)的“x”值相一致。為簡化輸入，用戶可使用相對坐標(biāo)輸入，詳見下例。豎彎、平彎示例說明：例圖 4 30，這是一條底板鋼束。在老版本的橋梁博士中，為輸入此鋼束的豎彎信息，需要用多條折線來模擬?，F(xiàn)在，使用參考線的概念，可以使輸入數(shù)據(jù)大為簡化。 豎彎幾何參數(shù)輸入： 選中“導(dǎo)線輸入”； 輸入四點(diǎn)坐標(biāo)（-20，0.6）、（-17，0.13）、（17，0.13）、（20，0.6），及相應(yīng)半徑。 相對于參考線0，即下參考線。 在鋼束信息中，填入已經(jīng)定義的梁底緣下參考線名稱：“bot”。 這樣，以上四點(diǎn)，既是相對于參考線的四點(diǎn)，在（-17，0.13）和（

50、17，0.13）點(diǎn)間的長直線段，實(shí)際上就是和參考線平行的、延底板彎曲的曲線段。 平彎幾何參數(shù)輸入： 若以絕對坐標(biāo)輸入，應(yīng)輸入六點(diǎn)（-20，0）、（-17，0）、（-15，0.5）、（15，0.5）、（17，0）、（20，0）及相應(yīng)半徑。 若以相對坐標(biāo)輸入，應(yīng)輸入（0，0）、（3，0）、（5，0.5）、（-5，0.5）、（-3，0）、（0，0）六點(diǎn)，各點(diǎn)的“x”值是相對于起終點(diǎn)（而非前一點(diǎn)）的偏移值。x為正，表示相對于起點(diǎn)；x為負(fù)，表示相對于終點(diǎn)。 其中的“z”坐標(biāo)，用來確定鋼束向左（正值）或向右（負(fù)值）偏離中心線的距離。這種偏離并不使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生橫向受力的差異，但會影響鋼束的損失和伸長量。 相對坐

51、標(biāo)輸入平彎時(shí)的最后一點(diǎn)坐標(biāo)的“x”無意義。參考點(diǎn)、傾斜角度會產(chǎn)生一個(gè)以參考點(diǎn)為原點(diǎn)、經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的局部坐標(biāo)系。X：鋼束局部坐標(biāo)系原點(diǎn)在結(jié)構(gòu)總體坐標(biāo)系中的X坐標(biāo)；Y：鋼束局部坐標(biāo)系原點(diǎn)在結(jié)構(gòu)總體坐標(biāo)系中的Y坐標(biāo)；傾斜角度：鋼束局部坐標(biāo)系在結(jié)構(gòu)總體坐標(biāo)系中的角度，如果鋼束局部坐標(biāo)系是結(jié)構(gòu)總體坐標(biāo)系經(jīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度而形成，則該角度為正值，反之為負(fù)值。如圖 4 31所示：注：鋼束位置必須位于結(jié)構(gòu)體之內(nèi)，但不一定位于單元的界線處，即只要鋼束位于結(jié)構(gòu)的單元體內(nèi)即可。輸入施工信息 使用“數(shù)據(jù)”菜單中的“輸入施工階段信息”命令或鼠標(biāo)右鍵彈出右菜單來切換到施工階段信息輸入窗口，如圖 4 33所示：基本信息 單元

52、施工描述：輸入階段安裝與拆除的單元。預(yù)應(yīng)力鋼束施工描述：如果鋼束未灌漿，則單元的截面特征中將不計(jì)入鋼束的影響（但扣除預(yù)應(yīng)力鋼束管道對截面的削弱），即鋼束不與截面共同作用；如果已灌漿，則截面特征中將計(jì)入鋼束換算截面的影響。考慮本階段分批張拉損失：在計(jì)算鋼束張拉力的等效作用力時(shí)，如果需要計(jì)入鋼束分批張拉預(yù)應(yīng)力損失時(shí)，則應(yīng)選擇考慮本階段分批張拉損失。豎向預(yù)應(yīng)力：如果結(jié)構(gòu)配有豎向預(yù)應(yīng)力，則應(yīng)輸入各有關(guān)單元豎向預(yù)加力的大小，以便系統(tǒng)進(jìn)行剪應(yīng)力、主應(yīng)力的驗(yàn)算。豎向預(yù)應(yīng)力由用戶折算為單元每延米預(yù)應(yīng)力的大小，直接輸入。本階段施工周期：從本階段開始時(shí)刻至本階段結(jié)束時(shí)刻的天數(shù)。用于結(jié)構(gòu)的收縮徐變計(jì)算時(shí)建立時(shí)間坐標(biāo)

53、。索力調(diào)整：系統(tǒng)將打開一個(gè)索力設(shè)定對話框，如圖 4 34所示。如果是帶索結(jié)構(gòu)，則輸入拉索單元索力在本階段的調(diào)整信息。施工階段拉索索力的調(diào)整方法參見優(yōu)化階段信息輸入及計(jì)算原理中的斜拉索索力部分。修改約束：如果發(fā)現(xiàn)邊界條件和主從約束輸入有誤，可采用修改約束命令進(jìn)行全局修改。本階段施工荷載描述：參見相關(guān)內(nèi)容。 全局掛籃編組：參見相關(guān)內(nèi)容。階段掛籃操作：參見相關(guān)內(nèi)容。施工荷載 永久荷載：永久性作用于結(jié)構(gòu)上的荷載，如結(jié)構(gòu)橫梁重量、二期鋪裝等；臨時(shí)荷載：一般為施工機(jī)具等荷載，下一階段將自動(dòng)去除。施工活載：一般在需要驗(yàn)算某階段幾種加載情況下，結(jié)構(gòu)安全性是否滿足要求，一般只在特殊的階段需要驗(yàn)算。臨時(shí)荷載與施工

54、活載的區(qū)別：臨時(shí)荷載將計(jì)入本階段的累計(jì)效應(yīng)中（本階段結(jié)束時(shí)結(jié)構(gòu)效應(yīng)），施工活載則不計(jì)入到本階段累計(jì)效應(yīng)中，僅在本階段施工階段驗(yàn)算中計(jì)入到本階段組合效應(yīng)中。升溫與降溫：是作為施工活載處理的。平均溫度：是作為永久荷載處理的，平均溫度的效應(yīng)是指前一階段的平均溫度與本階段平均溫度的差值作為本階段的溫度荷載來計(jì)算的。施工階段溫度荷載一般在設(shè)計(jì)階段不予考慮，因?yàn)樵O(shè)計(jì)階段對結(jié)構(gòu)的溫度場還不明確，一般在施工控制中才需計(jì)算。移動(dòng)荷載：坐標(biāo)荷載的輸入，是作為永久荷載處理的。例如，結(jié)構(gòu)的橫梁重量，一般作為集中荷載輸入，如果荷載不位于節(jié)點(diǎn)上，則需要將其轉(zhuǎn)換成單元桿間荷載處理，有時(shí)這樣操作非常繁瑣。可將橫梁荷載編組（全

55、局移動(dòng)荷載描述命令），在各施工階段定義各組移動(dòng)荷載參考點(diǎn)的X坐標(biāo)（移動(dòng)荷載命令）。則系統(tǒng)自動(dòng)完成桿間或節(jié)點(diǎn)集中荷載的轉(zhuǎn)換。移動(dòng)荷載（坐標(biāo)荷載）安裝構(gòu)件的重量系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)入，并作為永久荷載處理。系統(tǒng)荷載的形式參見圖所示：邊界條件功能：結(jié)構(gòu)的外部約束信息, 邊界條件決定著具有約束的節(jié)點(diǎn)的位移。系統(tǒng)將打開一個(gè)邊界條件對話框如圖 4 41所示。基本信息剛性支承：則該節(jié)點(diǎn)相應(yīng)方向上的位移為零；彈性支承：則根據(jù)彈性系數(shù)確定外界對該節(jié)點(diǎn)相應(yīng)方向的限制情況，如果彈性系數(shù)極大，則表示相應(yīng)方向趨近于剛性支承；同理，如果彈性系數(shù)為零，則表示該方向沒有約束。雙向支承：表示支承節(jié)點(diǎn)在相應(yīng)方向不能發(fā)生任何位移。單向支承：只

56、能發(fā)生正向或負(fù)向位移，正向支承是指該節(jié)點(diǎn)只可以發(fā)生正向位移，負(fù)向支承是指該節(jié)點(diǎn)只可以發(fā)生負(fù)向位移。彎剪系數(shù)：外部約束發(fā)生單位水平位移時(shí)在該約束上產(chǎn)生的彎矩（或發(fā)生單位轉(zhuǎn)角位移時(shí)在該約束上產(chǎn)生的水平力）使用注意對于彈性支承，系統(tǒng)不支持單向支承，必須為雙向支承。單向支承一般用于模擬施工臨時(shí)支架，對于滿堂支架可采用將主梁節(jié)點(diǎn)密置，在各節(jié)點(diǎn)上添加單向支承，并且為正向支承，如圖 4 42所示。系統(tǒng)不支持使用階段的單向支承。最后一個(gè)施工階段的邊界條件（包括主從約束），就是使用階段的邊界條件。圖 4 42主從約束功能：結(jié)構(gòu)的內(nèi)部約束信息, 系統(tǒng)將打開一個(gè)如圖 4 43所示的對話框：特點(diǎn)主從約束主要用來描述結(jié)

57、構(gòu)內(nèi)部單元間的連接情況，存在主從約束表示兩節(jié)點(diǎn)在此方向上具有同位移。如果兩節(jié)點(diǎn)間的位移完全一致，即三個(gè)方向上均存在主從約束，則表示兩節(jié)點(diǎn)間是剛接。如果三個(gè)方向上均沒有主從約束，則表示兩節(jié)點(diǎn)完全斷開。存在主從約束的結(jié)構(gòu)，一定要保證結(jié)構(gòu)的任何部分都不能存在機(jī)動(dòng)體系。示例 圖 4 44示出了T構(gòu)帶掛孔結(jié)構(gòu)的主從約束模擬。全局掛籃編組功能：對于懸臂施工的橋梁結(jié)構(gòu)，在節(jié)段施工中需要掛籃做臨時(shí)承重結(jié)構(gòu)，由于掛籃錨固于主梁上，因而掛籃將與結(jié)構(gòu)同時(shí)受力，系統(tǒng)采用子結(jié)構(gòu)法模擬掛籃的施工。首先對全部掛籃編組，以便索引。系統(tǒng)打開一個(gè)如圖 4 45所示的掛籃編組對話框。圖 4 45 全局掛籃編組對話框基本信息前支點(diǎn)掛

58、籃：指在斜拉橋懸臂施工時(shí)，將拉索錨固于已安裝的空掛籃前點(diǎn)，待節(jié)段施工結(jié)束后，再將拉索錨固于主梁上，從而解除對掛籃前支點(diǎn)的約束。后支點(diǎn)掛籃：為一般懸臂施工中，現(xiàn)澆節(jié)段的重量由掛籃承受，而掛籃重量靠后支點(diǎn)錨固于已澆注的梁段上；待節(jié)段施工結(jié)束后，此現(xiàn)澆的梁段自重再由已澆注的主梁單元承擔(dān)。組成單元號：組成:當(dāng)前掛籃的單元號。掛籃宜設(shè)置2-3個(gè)單元。組成掛籃的單元需事先在單元信息里定義，它們決定著掛籃結(jié)構(gòu)的剛度特征。一般情況下，我們驗(yàn)算橋梁的安全并不考慮掛籃自身的安全，通常用剛度較大的單元模擬掛籃。h：主梁坐標(biāo)點(diǎn)豎向與掛籃單元坐標(biāo)點(diǎn)間的距離，掛籃位于主梁下側(cè)輸入正值，否則輸入負(fù)值。 前進(jìn)方向：指定掛籃的

59、前進(jìn)方向。當(dāng)掛籃定位點(diǎn)坐標(biāo)發(fā)生偏移時(shí)，需根據(jù)此方向推定掛籃的X坐標(biāo)位置，決定X坐標(biāo)是增加偏移量還是減去偏移量，如果左側(cè)為前進(jìn)方向，則為減去偏移量，否則為加上偏移量。 支點(diǎn)節(jié)點(diǎn)號：前支點(diǎn)掛籃時(shí)激活。填入前端錨固拉索的前支點(diǎn)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)號。 吊點(diǎn)1、2節(jié)點(diǎn)號、節(jié)點(diǎn)力：圖示中對應(yīng)吊點(diǎn)1、2的掛籃單元節(jié)點(diǎn)號及掛籃自重作用于梁上的等效節(jié)點(diǎn)力，力的方向與總體坐標(biāo)系一致為正。程序在計(jì)算掛籃對結(jié)構(gòu)的影響時(shí)，不計(jì)掛籃自重，而以此處輸入的節(jié)點(diǎn)力為掛籃的基本力；這個(gè)力就是掛籃的自重力。 前一個(gè)、后一個(gè)：切換當(dāng)前掛籃。 添加：添加一個(gè)掛籃。 刪除：刪除當(dāng)前掛籃。階段掛籃操作 功能：對于已編組的掛籃結(jié)構(gòu)，在各施工階段受力

60、、加載和位置等信息，在各施工階段都應(yīng)對其信息進(jìn)行描述。系統(tǒng)將打開一個(gè)圖 4 46所示的對話框。掛籃操作信息：掛籃操作分為4種：掛籃安裝、掛籃加載、轉(zhuǎn)移錨固、掛籃拆除。階段掛籃操作對話框 掛籃安裝：本階段掛籃安裝的信息。新安裝和移動(dòng)。 掛籃加載：本階段新澆注的單元信息。這些單元通過掛籃傳遞其自重，但自身不參與結(jié)構(gòu)受力。 轉(zhuǎn)移錨固：本階段轉(zhuǎn)移錨固的掛籃號。這些掛籃在“掛籃加載”階段，承受了若干單元的混凝土重量。經(jīng)過養(yǎng)護(hù)，這些混凝土單元在此階段開始參與結(jié)構(gòu)受力（即填入施工階段的“安裝桿件號”中），其重力不再通過掛籃傳遞。進(jìn)行掛籃加載之后，必須有相應(yīng)的“轉(zhuǎn)移錨固”階段，解除掛籃受力。 掛籃拆除：本階段