桥梁博士使用中的难点疑问在使用桥梁博士软件.docx

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桥梁博士使用中的难点疑问在使用桥梁博士软件

桥梁博士使用中的难点疑问在使用桥梁博士软件，遇到以下的几个难点，希望得到大家的指教：

1．  在活荷载描述输入时，有一个“横向分布调整系数”，是否就是教材中所讲的横向分布系数？

如果是，按道理对这个系数软件应该可以自行计算的，而不需用户来输入。

2．  在活荷载描述中，对横向加载，有一个“有效区域”对话框，是否指的是教材中的“桥面板沿桥梁纵向的有效工作宽度”？

还是指桥面扣除车轮到路缘石的最小距离后的宽度?

?

即横桥向的数值？

3．  在斜弯桥的钢束输入时，有“竖角”和“倾角”两个参数，不知这两个参数如何理解？

有何区别？

4．  桥梁博士软件系统在计算主梁内力时（在后台进行，我们当然看不到），对固定的某一片梁来说，是否沿跨长取用的横向分布系数m在桥长方向每一点都是不同值？

还是全跨近似取用一个常数?

?

跨中处的  ？

chelicheng

工程师

1.横向分布调整系数不一定是教材中所讲的横向分布系数,对计算单块板梁即是.其他情况还需乘车道数和折减系数等.因为它是平面系杆计算软件.不能自行计算.

2.指扣除最小距离后的宽度

3.没用过.看帮助.

4.我的理解是全跨用的是同一常数.这可以建个简单模型试算就知.

wanyunhui

助理工程师

精华0

积分11

帖子17

水位36

技术分0

状态离线

我来回答一下chdh同志的问题：

1.“横向分布调整系数”可以理解为教材中的横向分布系数，在进行平面杆系计算时采用，程序不能自己计算。

如果桥梁结构为多主梁形式，则可以根据桥梁博士提供的工具计算。

若为单主梁形式，则这个系数就等于车道数*车道折减系数*偏载系数。

2.毫无疑问“有效区域”为横桥向的数值，只有正确输入了此项数值，程序才能正确的进行横向加载。

3.“竖角”和“倾角”两个参数是表示预应力钢筋竖弯和平弯的参数。

4.对于此项桥梁博士的设计是开放的，用户可以选择是沿跨长取用同一个数值（主要对于单主梁结构）还是不同数值（多主梁结构）。

利用折线横向分布系数可以实现后面的功能。

blusky91

助理工程师

    桥梁博士的横向加载有效区域的起点和终点坐标：

代表活载在横向桥面布置的范围。

这里的坐标值要和建立横向单元时的坐标一个系统。

m3918

助理工程师

精华0

积分21

帖子35

水位71

技术分0

状态离线

针对提问：

4．  桥梁博士软件系统在计算主梁内力时（在后台进行，我们当然看不到），对固定的某一片梁来说，是否沿跨长取用的横向分布系数m在桥长方向每一点都是不同值？

还是全跨近似取用一个常数?

?

跨中处的？

superdonkey做出解答如下：

4.对于此项桥梁博士的设计是开放的，用户可以选择是沿跨长取用同一个数值（主要对于单主梁结构）还是不同数值（多主梁结构）。

利用折线横向分布系数可以实现后面的功能。

我想再继续问这方面的一个问题：

一般来说，计算主梁弯矩可用跨中荷载横向分布系数mc代替全跨各点上的mi，在计算主梁剪力时，应该考虑mi在跨内的变化。

一般我计算，在支点处取杠杆法结果mo，四分点取刚性横梁（或者别的方法）计算的跨中mc,支点到四分点值线性内插，其余段取跨中mc。

请问在桥梁博士的“折线横向分布系数”功能里，如何实现？

我试了几遍，发现无法将弯矩和剪力以不同的横向分布系数分开计算。

谢谢各位高手的解答！

多功能

助理工程师

精华0

积分24

帖子40

水位81

      楼上，

    ”在支点处取杠杆法结果mo，四分点取刚性横梁（或者别的方法）计算的跨中mc,支点到四分点值线性内插，其余段取跨中mc",对于横向分布系数沿桥跨纵向变化，如姚版《桥梁工程》P148,在桥梁博士中可以利用“折线横向分布系数”考虑，但无法用桥梁博士同时实现《同种荷载》弯距和剪力m值的不同。

     如，汽车车效应＝1列车效应*汽车横向分布系数（对于纵向任一位置，汽车横向分布系数是唯一值），只不过，如果不用“折线横向分布系数”功能，它就认为纵向都是一个数值，用了这个功能，纵向值就可以变化。

aq16888

助理工程师

精华0

积分23

帖子38

水位75

技术分0

个人认为，楼上诸兄对楼主1、2两个问题，特别是1的理解有误。

桥梁博士里的横向分布调整系数不同于纵向加载时横向分布调整系数的概念，具体请参考本论坛的几个话题：

请教桥梁博士中横向加载问题

如何算箱梁的荷载分布系数?

桥博计算盖梁直接加载可以吗？

不用汽车的横向分布系数

2、本人新手正在用桥梁博士

输出报告后发现在很靠下方的“承载能力极限状态正截面强度验算”一项里，有“下拉偏压”“上拉受弯”不符合要求

请问“下拉偏压”“上拉受弯”是什么意思，为什么会造成该项目不满足。

桥博是根据N与M的值来判断结构的受力类型，轴力以受压为正，弯矩以下缘受拉为正。

比如，M=0或值很小，就是轴压或者轴拉；N小于0且M大于0，就是下拉偏拉；N小于0且M小于0，就是上拉偏拉；N大于0且M小于0，就是上拉偏压；N大于0且M大于0，就是下拉偏压。

N=0或值很小，就是受弯构件。

 “上拉受弯”应该是轴力较小或轴力与弯矩比值较小情况下，截面上缘受拉。

   判定了结构的受力类型，然后再进行结构的承载能力验算。

   至于你说的为何会出现这样的情况，无外乎以下几种可能；

   1、该截面外荷载效应较大。

   2、截面尺寸不足或材料强度等级不够。

   3、预应力钢筋或普通钢筋配置不足。

60+90+60的PC变截面连续箱梁MIDAS结合桥梁博士计算过程（版权所有）

默认分类2010-08-2622:

46:

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   该过程是将三垮桥的运营状态进行有限元分析，下面介绍了本人在对模型模拟的主要步骤，若中间出现的错误，请读者朋友们指出修改。

注：

“，”表示下一个过程

  “（）”该过程中需做的内容

一．结构

1.单元及节点建立的主桁：

因为桥面具有一定纵坡，故将《桥跨布置》图的桥面线复制到《节段划分》图对应桥跨位置，然后进行单元划分，将该线段存入新的图层，以便下步导入，将文件保存为.dxf格式文件。

2.打开midas运行程序，将程序里的单位设置成《节段划分》图的单位，这里为cm。

导入上步的.dxf文件。

将节点表格中的z坐标与y坐标交换位置（midas中的z与cad中的y对应）。

结构建立完成。

模型如图：

二．特性值

1.材料的定义：

在特性里面定义C50的混凝土及Strand1860（添加预应力钢筋使用）

2.截面的赋予：

1）.在《截面尺寸》和《预应力束锚固》图里，做出截面轮廓文件，保存为.dxf文件

2）.运行midas，工具，截面特性计算器，统一单位cm。

导入上步的.dxf文件

先后运行generate，calculateproperty，保存文件为.sec文件，截面文件完成

3）运行midas，特性，截面，添加，psc，导入.sec文件。

根据图例，将各项特性值填入;验算扭转厚度为截面腹板之和；剪切验算，勾选自动；偏心，中上部

4）变截面的添加：

进入添加截面界面，变截面，对应单元导入i端和j端（i为左，j为右）；偏心，中上部；命名（注：

各个截面的截面号不能相同）

5）变截面赋予单元：

进入模型窗口，将做好的变截面拖给对应的单元。

注：

1.建模资料所给的《预应力束锚固图》的0-0和14-14截面与《节段划分》图有出入，这里采用《截面尺寸》做这两个截面，其余截面按照《预应力束锚固图》做

2.定义材料先定义混凝土，程序自动将C50赋予所建单元（C50是定义的第一个材料，程序将自动赋予给所建单元）

三．边界条件

1.打开《断面》图，根据I、II断面可知，支座设置位置。

根据途中所给数据，在模型窗口中建立支座节点（12点）

2.点击节点，输入对应坐标，建立12个支座节点

3.建立弹性连接：

模型，边界条件，弹性连接，连接类型（刚性），两点（分别点击支座点与桥面节点）共12个弹性连接

4.边界约束：

中间桥墩，约束Dx,Dz；Dx，Dy，Dz；Dx,Dz,

两边桥墩，约束Rx，Dz；Rx，Dy，Dz；Rx，Dz如表

节点

Dx

Dy

Dz

Rx

Ry

Rz

2

0

0

1

0

0

0

3

0

1

1

0

0

0

5

0

0

1

0

0

0

20

0

0

1

0

0

0

21

0

1

1

0

0

0

23

0

0

1

0

0

0

49

1

0

1

0

0

0

50

1

1

1

0

0

0

52

1

0

1

0

0

0

67

0

0

1

0

0

0

68

0

1

1

0

0

0

70

0

0

1

0

0

0

四．添加预应力钢筋

1.定义钢束特性：

打开《预应力筋布置及材料表》、《预应力束几何要素》。

荷载，预应力荷载，钢束特性值，根据材料表中钢筋的规格及根数填入相关数据（松弛系数：

0.3；导管直径：

10cm）

2.钢束布置形状：

荷载，预应力荷载，钢束布置形状，以T1为例：

1）打开《预应力束几何要素》，建立以中心点为原点的局部坐标系，为方便，在excel里建立好关键点的坐标，

2）钢束布置形状（钢束特性值：

钢束1；分配给单元：

15to18；输入类型：

3-D；标准钢束：

6束；无应力场长度：

自动计算；布置形状：

将建好的局部坐标复制在表格中，生成对称钢束；钢束布置插入点：

在模型窗口拾取对应点）如图

五．静力荷载

1.荷载命名：

荷载，静力荷载工况（名称：

结构自重；类型：

恒荷载，

名称：

桥面铺装层；类型：

恒荷载，

名称：

钢筋张拉值；类型：

预应力，

名称：

整体升温；类型：

温度荷载，

名称：

整体降温；类型：

温度荷载，

名称：

正温梯；类型：

温度梯度，

名称：

负温梯；类型：

温度梯度，

名称：

横隔板；类型：

恒荷载）如图

2.自重：

荷载，自重（自重系数，z：

-1.04，添加）

3.桥面铺装层：

荷载，梁单元荷载（荷载工况名称：

桥面铺装层，（数值：

x1:

0,x2:

1,w:

-25.92kn/m））,全选，适用

4.钢筋张拉值：

荷载，预应力荷载，钢束预应力荷载（荷载工况名称：

钢筋张拉值，将预应力钢束除TK外拖入到已选钢束栏目里，张拉力：

应力、两端张拉、1395,注浆：

0），添加，如表

钢束名称

荷载工况

张拉类型

张拉位置

结束点应力（KN/CM2）

开始点应力（KN/CM2）

B1

钢筋张拉值

应力

两端

1395000

1395000

N1

钢筋张拉值

应力

两端

1395000

1395000

N1'

钢筋张拉值

应力

两端

1395000

1395000

T1

钢筋张拉值

应力

两端

1395000

1395000

T1'

钢筋张拉值

应力

两端

1395000

1395000

W1

钢筋张拉值

应力

两端

1395000

1395000

W1'

钢筋张拉值

应力

两端

1395000

1395000

5.整体升温：

荷载，温度荷载，系统温度（荷载工况名称：

整体升温；最终温度：

30；添加）

6整体降温：

荷载，温度荷载，系统温度（荷载工况名称：

整体降温；最终温度：

-20；添加）

7.正温梯：

荷载，温度荷载，梁截面温度（荷载工况名称：

正温梯，

参考位置：

+边（顶），填入相应的B、H1、T1、H2、T2）全选，适用。

如图：

8负温梯：

荷载，温度荷载，梁截面温度（荷载工况名称：

负温梯，

参考位置：

+边（顶），填入相应的B、H1、T1、H2、T2）全选，适用

9.横隔板：

荷载，节点荷载（荷载工况名称：

横隔板，FZ:

-311.8KN），选中横隔板节点位置，适用。

如图

六.移动荷载分析

1.荷载，移动荷载分析数据，移动荷载规范

2.车辆荷载：

荷载，移动荷载分析数据，车辆（添加标准车辆），规范名称：

公路工程技术标准，车辆荷载类型：

CH-CD，确认

3.人群荷载：

荷载，移动荷载分析数据，车辆（添加标准车辆），规范名称：

公路工程技术标准，车辆荷载类型：

CH-RQ，确认

4.车道添加：

以车道1为例，荷载，移动荷载分析数据，车道（添加），（名称：

cd1，偏心距离：

-280cm，桥梁跨度：

18332cm，选择，全选，添加），确认

5.荷载，移动荷载分析数据，移动荷载工况（添加），（荷载工况名称：

移动荷载，组合选项：

单独，添加（车辆组：

CH-CD，系数：

1，加载最少车道数和加载最多车道数：

2，将车道拖入选择车道栏目里，适用），

添加（车辆组：

CH-CD，系数：

0.78，加载最少车道数和加载最多车道数：

3，将车道拖入选择车道栏目里，适用），

添加（车辆组：

CH-RQ，系数：

1，加载最少车道数和加载最多车道数：

1，将车道拖入选择车道栏目里，适用））如图：

（两车道的操作）

七．支座沉降分析

1.支座沉降量：

荷载，支座沉降分析数据，

支座沉降组（组名称：

1沉降量：

1cm，节点：

1桥墩的3支座节点，如图：

组名称：

2沉降量：

1cm，节点：

2桥墩的3支座节点

组名称：

3沉降量：

1cm，节点：

3桥墩的3支座节点

组名称：

4沉降量：

1cm，节点：

4桥墩的3支座节点），添加

2.支座荷载工况：

荷载，支座沉降分析数据，支座沉降荷载工况（荷载工况名称：

支座沉降，选择沉降组：

4组全选，Smin：

1，Smax：

3），添加

八.分析控制数据

1.将荷载转化为质量：

模型，质量，将荷载转化为质量（添加桥面铺装层、钢筋张拉值、横隔板），确认

如右图：

2.将自重转化为质量：

模型，结构类型（按集中质量转化）确认如图：

2.特性值分析控制：

分析，特性值分析控制（振型数量：

50），确认。

3.运行

4.查看质量参与值：

结果，周期与振型（点击自振模态右的三点），查看模型参与质量，尽可能多的让模型参与

若参与量较少，将第2步的振型数量加大，来满足要求（本人取到150次）

5.查看频率值：

结果，周期与振型（显示类型，图例，适用），查看频率：

1.331919

6.完成移动荷载分析：

分析，移动荷载分析控制（计算位置：

板和杆系单元，内力（中心+节点）、应力

规范类型：

JTGD60-2004，），确认

九．荷载组合

结果，荷载组合，混凝土设计，自动生成

十．分析结果

对结构荷载进行组合

1）1.在组合CLCB44

（弹性阶段应力验算组合:

1.0D+1.0PS+1.0SM[1]+1.0M+1.0T[2]+1.0TPG[2]）作用下，如图：

∙3、桥梁博士中边界条件怎么输入

∙横向加载的时候：

   只有在横向加载的时候才输入车道数目，根据桥博的帮助文件如下：

如果是横向加载，则：

（假设汽车车道数输入为3），如果计入折减系数则折减系数=0.78（公路技术规范），不计入折减系数则折减系数=1.0。

汽车效应=三辆汽车加载的效应（每辆汽车的总重为1KN，每轮重1/2KN）x汽车横向分布系数x折减系数。

那么可以看出横向分布系数应该为一列车的横向分布，由于考虑了车道数，那么横向分布系数就不用乘以车道数目。

而纵向加载的时候：

我们就要先求出一列车的横向分布系数，在乘以折减系数，车道数以及偏载系数，最后的结果填入桥博的横向分布调整系数里面。

举个例子：

单箱单室箱形截面，行车道宽12米，按照3车道考虑，纵向加载的汽车的横向分布系数为：

1x3x0.78x1.15＝2.691。

纵向加载的挂车的横向分布系数为：

1x1.15＝1.15。

4、预应力简支转连续T梁

第3章 上部结构设计

随着我国交通运输业的发展，人们对公路桥梁的建设提出了更高的要求，例如行车要舒适、平稳，建设周期要短等等[6]。

于是，先简支后连续的桥梁型式应运而生，并得以大量的使用。

这种桥梁具有连续梁行车舒适的优点，同时它的主梁可以先期预制，在简支状态下安装，然后浇筑接头混凝土完成体系转换，因而可以大大缩短建设工期。

目前公路上中小跨径的桥梁大量采用了这种型式的桥梁。

简支变连续的方法是:

在预制场预制好大梁，分片进行安装，安装完成后经调整位置，浇筑墩顶处接头混凝土，更换支座，完成一联简支变连续的过程。

其受力特点是:

主梁自重内力即简支状态下的内力，即主梁在简支状态承受自身重量;经过体系转换成为连续结构后，承受二期恒载及使用活载。

3.1计算数据及资料准备

查阅文献[3]及相关标准图，根据水文计算确定的跨径和桥孔孔数，做主梁尺寸拟定的准备。

3.2主梁内力计算（采用桥梁博士软件）

桥梁博士软件的简介

Bridge系统的建模目前以梁式桥为主，其建模基本思想是首先建立结构定位线，然后选择横断面模板类型或自行绘制横断面，经过计算即可形成所需计算模型[7]。

Bridge系统对常见弯坡斜和闭合桥梁结构都能较快地生成计算模型，尤其是连续刚构建模更为方便。

利用系统中截面过渡功能，选择n次抛物线过渡可以一次性修改连续刚构纵向底板线形。

此外利用系统中直线+缓和曲线+圆曲线+缓和曲线+直线功能可以方便地建立桥梁平曲线定位线。

除结构建模外，预应力建模也很重要。

在这方面，Bridge系统同样出色。

总之与国际上通用程序相比，Bridge系统建模更专业、更方便。

　　BridgeKF系统主要功能如下：

（1）利用系统中Group模型计算分析桥梁预应力和钢筋混凝土结构。

结构形式可以是弯、坡、斜或弯坡斜组合结构，如斜弯桥等。

桥梁平曲线线形包括公路线形中的所有形式，如圆曲线、缓和曲线和复曲线。

（2）利用系统中网格模型计算分析桥梁中异形块，如三叉结构或不能用一根定位线定位的结构。

网格模型解决的是特殊问题，其建模比Group模型相对要复杂。

由于同样可以计算预应力，网格模型有应用价值。

　（3）桥梁计算的截面形式不受限制。

即可以是等截面也可以是变截面。

变截面包括直线变化和n次抛物线变化（自动形成）。

系统形成截面有两种方法：

①通过绘图工具绘制；②通过模板形成。

模板中横断面形式包括箱、T、空心板等常见结构形式。

　（4）在计算结构中可以添加横隔板、桥墩、系梁。

横隔板针对箱、T梁结构；桥墩、系梁针对连续刚构。

利用横隔板功能可以模拟箱梁上下齿板结构。

桥墩结构分实心、空心两种。

如有桥墩，在上部结构建模时应考虑其位置。

　（5）计算结构中任意方向预应力。

施加预应力时可以按纵、横、竖三个方向，也可以纵横竖三个方向组合。

对梁式结构的预应力计算，特别是连续刚构三向预应力计算较为方便。

预应力输入方法为导线点法和G1线法。

　 （6）利用空间实体单元模拟桥梁施工过程，如先简支后连续施工方法或悬臂施工方法等。

在分阶段模拟过程中，外力、温度、预应力等均可以分阶段上。

　　（7）在计算中程序考虑了如下荷载：

①体系调整；②张拉预应力钢束；③结构自重；④集中力；⑤分布力；⑥强迫位移；⑦温度；⑧收缩徐变。

其中，温度、收缩徐变均同样按空间结构计算，且收缩徐变对预应力损失自动计算。

　　（8）系统前处理建模主要功能：

①绘图部分：

绘直线、圆曲线、抛物线和悬链线；②自动求结构交点；③openGL三维图形显示；④分阶段、分截面、分截面体显示结构；⑸图形加外力、位移、温度等；

　　（9）系统后处理主要功能：

①横断面显示截面应力、位移；②结构纵向点显示截面应力、位移；③结构内力、应力、位移最大、最小值。

3.2.1截面布置、尺寸拟定及几何特性计算

1、纵断面布置

设纵坡，即纵坡为1.0%。

设计桥长大于50m，为防止雨水积滞，桥面可设泄水管，每隔6m设置一个。

2、横断面设计

桥面净空净-9+2×1.5m,主梁间距2.2m，选用5片梁，单孔跨径26.5m，计算跨径26.5m，栏杆高1.2m，横隔梁不挖空。

3、主梁截面细部尺寸设计

主梁高度1750mm，跨径26.5m，高跨比为，符合在之间。

马蹄面积96000，全截面821500,约占11.7%。

马蹄宽为480mm，肋宽为200mm，腹板厚采用200mm。

表3.1跨中截面几何特性计算表

分块名称

分块面积Ai

（cm2）

分块面积形心至上缘的距离yi（cm）

分块面积对上缘的静矩Si=Aiyi

（cm3）

di

（cm）

分块面积的自身惯性矩

Ii（cm4）

分块面积对截面形心的惯矩Ix=Aidi2

（cm4）

大毛截面

翼板

3520

8

28160

51.31

75093.333

9267161

三角承托

540

19

10260

40.31

2430

877444

腹板

2900

85.5

247950

-26.19

4476031.6

1989157

下三角

280

148.333

41533.24

-89.023

6222.222

2219026

马蹄

960

165

158400

-105.69

32000

10723561

Σ

8200

ΣSi

=486303.24

Im=ΣIx+ΣIi=29668126

小毛截面

翼板

2560

8

20480

58.11

54613.333

8644537

三角承托

540

19

10260

47.11

2430

1198450

腹板

2900

85.5

247950

-19.39

4476031.6

1090319

下三角

280

148.333

41533.24

-82.223

6222.222

1892974

马蹄

960

165

158400

-98.89

32000

9388063

Σ

7240

ΣSi=478623

Im=ΣIx+ΣIi=26785640

注1：

大截面形心至上缘距离：

小截面形心至上缘距离：

上核心距：

下核心距：

截面效率指标

0.45＜ρ＜0.55,表明以上初拟的主梁跨中截面尺寸是合理的。

按照以上拟定的外形尺寸，就可绘制出预制梁的跨中截面布置图。

4、主梁毛截面几何特性计算（采用桥梁博士软件）

表3.2主梁毛截面几何特性计算

梁号

位置

基准弹性模量

（×MPa）

换算面积:

（m2）

换算惯矩:

（m4）

中性轴高度:

 （m）

边梁

支点

3.25

1.2

0.377

1.07

h/2

3.25

1.2

0.38

1.07

变化点

3.25

0.865

0.337

1.12

L/4

3.25