1、桥梁通第4章盖梁计算与绘图分析第4章 盖梁计算与绘图4.1概述 柱式墩台是公路桥梁设计中普遍采用的结构形式，由于跨径、斜度、桥宽、地质、车荷载的变化，很难完全套用现行标准图和通用图。尤其是盖梁部分，标准化程度低，工作量大，构件配筋复杂，设计人员往往要花费很大精力和时间。因此迫切需要一套软件帮助设计人员快速准确的完成设计，同时提供设计人员多方案比选，达到优化设计的目的。盖梁计算与绘图模块就是专门用来计算盖梁的内力，并进行强度和抗裂验算，动态显示弯矩、剪力包络图和裂缝配筋图，完成钢筋构造图的设计。4.2功能4.2.1计算与绘图共同部分 既可对帽梁单独设计计算，单独绘钢筋构造图；又可设计计算绘图全过
2、程进行。 适合任意斜交角度的桥墩或桥台盖梁。 绘制独柱、2柱、3柱、4柱；计算独柱、2柱、3柱9柱、10柱式盖梁。 盖梁截面高度等高或悬臂部分变高。4.2.2计算部分 提供中文计算书一份，包括原始数据和16个不同内容的计算结果表，便于用户备查和复核。表格内容如下： a:每片上部梁(板)恒载反力表 b:荷载反力和冲击系数表 c:梁(板)横向分配系数表 d:活载引起梁(板)支反力表 e:上部梁(板)恒载作用截面内力表 f:盖梁自重作用截面内力表 g:人群荷载作用内力表 h:挂车荷载作用内力表 i:汽车荷载作用内力表 j:各截面单项荷载弯矩表 k:各截面单项荷载左剪力表 l:各截面单项荷载右剪力表
3、m:内力合计表(未计入荷载效应提高系数) n:内力组合表(已计入荷载效应提高系数) o:配筋、裂缝计算表 p:箍筋间距计算表 绘制弯矩包络图和计算相应控制截面钢筋根数。 绘制剪力包络图和计算相应控制截面钢筋根数。 绘制裂缝配筋图和计算相应控制截面钢筋根数。 按2环（4肢）、3环（6肢）分别计算箍筋间距。 活载考虑人群、汽车、验算荷载常用的三种。汽车荷载包括汽车-10级、汽车-15级、汽车-20级、汽车超-20级、汽车城-A级、汽车城-B级或自定义。验算荷载包括履带-50、挂车-80、挂车-100、挂车-120、特挂-160、特挂-220、特挂-300、特挂-420或自定义。 横向分配工况36种
4、，分人群、挂车、110列汽车对应左偏、右偏和对称。 盖梁的各计算截面包括 a:梁板作用点所在截面，b:跨中截面，c:桩柱支撑中心点、支撑左、右边缘点所在截面。 人行道与行车道间可设置隔离栅并进行结构分析和计算。 上部断面本身不作对称要求，梁（板）与盖梁也不作对称要求，完全针对实际情况建立结构模型进行分析、计算、配筋。 上部既可自动进行活载加载，同时允许用户加载后给出活载支反力。 自动计算并生成绘图所需钢筋数据文件。 4.2.3绘图部分 检查用户钢筋文件数据的合理性。 具有钢筋动态管理功能，钢筋编号幅度为517个。 弯起钢筋在悬臂段沿斜方向下弯，在梁跨间既可斜方向下弯，又可正截面下弯。 箍筋环数
5、为1、2、3环，盖梁与柱联结处箍筋可以加密。 横断面上下主筋可按13排布置，独柱可到6排，每排钢筋根数不超过24根。 弯起钢筋可全部弯起、部分弯起或设置加强筋，弯起钢筋在跨中可以通过或截断。可独立设置短斜筋。 上下通长主筋与斜短筋共同形成钢筋骨架。 计算并绘制钢筋明细表和材料数量表。4.3编制原理4.3.1计算部分 以交通部颁布现行的桥涵规范作为编程依据。 斜桥以桥孔斜长为计算跨径，按正交桥的方法计算。 顺桥向按简支梁加载计算荷载支反力。 横向分配系数对称布载按杠杆法，偏载按刚性横梁法。 三跨及以上时盖梁视为刚性支承的双悬臂多跨连续梁，两跨时为双悬臂简支梁。 建立柱(肋)支承反力影响线和每个计
6、算截面内力影响线。 横桥向荷载经横向分配传递给每片梁（板），再由每片梁（板）按内力影响线加载得出各计算截面人群、汽车、挂车引起的最不利内力值。 对荷载内力进行组合，求出各计算截面内力最大值和最小值，形成内力包络图。 弯矩控制正截面强度和主筋根数，剪力控制斜截面抗剪强度和斜筋根数以及箍筋间距和根数，裂缝由弯矩控制。4.3.2绘图部分 根据盖梁外廓尺寸按纵、横方向分别计算确定钢筋构造图的绘图比例，绘图比例按2增减，同时计算出立面、平面、侧面、钢筋大样等图上控制座标。 根据斜交角、弯起钢筋种类、箍筋环数、盖梁等高或悬臂段变高计算钢筋编号。 绘制钢筋立面、平面、侧面及钢筋大样，并计算钢筋根数和长度(含
7、平均长度)。 计算并绘制钢筋明细表和材料数量表以及弯起钢筋值表。 生成*.SCR钢筋图形文件，用户进入AutoCAD图形平台，即可将其显示在屏幕上，并进行编辑和修改，绘图机输出。4.4用户界面4.5如何进行盖梁设计4.5.1样板文件的使用 系统为用户提供了文件名为n2.qlt、n3.qlt的样板文件，桥墩编号为1号桥墩的数据是完整的，分别对应2柱式、3柱式盖梁结构，该数据文件既可计算又可绘图。4.5.2建立用户工程文件名有两种方法，一是在桥梁通主菜单的工程管理下拉式菜单的“创建工程”下建立，另一种是在桥梁通主菜单的“桥墩盖梁计算与绘图”下拉式菜单的“打开文件”按钮下建立。4.5.3输入盖梁尺寸
8、 打开桥梁通主菜单的“桥墩计算与绘图”下拉式菜单的“盖梁计算与绘图”，弹出“桥墩盖梁计算与绘图”数据输入窗体，选择盖梁计算，再点击“盖梁尺寸”按钮，弹出数据输入窗体，根据提示输入盖梁的基本数据，数据输入完毕关闭该窗体。4.5.4输入上部横断面数据点击“横断面”按钮，弹出数据输入窗体，根据提示输入上部横断面的基本数据，数据输入完毕关闭该窗体。4.5.5输入设计数据点击“设计数据”按钮，弹出数据输入窗体，根据提示输入设计数据的基本数据，数据输入完毕关闭该窗体。4.5.6生成盖梁离散图运行“生成盖梁离散图”，用户进入AutoCAD R14，在Command命令项后键入script+空格+文件名，即可
9、将盖梁离散图展现在屏幕上,用户根据图形检查数据输入有无出错。4.5.7输入盖梁材料 点击“盖梁材料”按钮，弹出数据输入窗体，根据提示输入盖梁材料的基本数据，数据输入完毕关闭该窗体。4.5.8 进入设计检查 盖梁的尺寸优化取决于盖梁横断面尺寸、柱的个数、柱的间距、上部荷载等，一般情况下，保证盖梁正负弯矩接近的设计是合理的，如何实现？用户只要点击“设计检查”，弹出设计检查窗体，选左侧按钮“盖梁尺寸”、 “盖梁材料”、 “上部横断面”、 “设计数据”可进行数据修改，确定后存盘，点击“计算生成盖梁包络图”，图形区马上动态显示包络图，如果不符合设计者要求，再修改数据存盘后点击“计算生成盖梁包络图”，直到
10、设计者满意。4.5.9浏览和打印盖梁计算书关闭设计检查数据，点击“浏览盖梁计算结果”按钮，选择工程文件名，这时，浏览结果窗体被显示在平幕中央，设计者可以快速浏览盖梁计算结果。如果设计者想浏览梁板横向分配系数，仅需点击“横向分配系数”按钮，如果想浏览盖梁内力组合结果，仅需点击“内力组合” 按钮。设计者还可以打开另一个工程的计算结果，先点击“两份不同计算书”，再打开另外一份已经计算好的计算书，两个不同计算结果可同时浏览、比较。用户也可点击打印按钮将盖梁计算结果打印出来存档、备查。4.5.10生成弯矩、剪力包络图和裂缝配筋图 进入AutoCAD R14，在command:后面键入script+文件名
11、，即可查看或绘制弯矩、剪力包络图和裂缝配筋图。(这里略) 4.5.11生成钢筋构造图的钢筋数据一但设计数据确定，用户即可点击“生成钢筋绘图数据”，此时弹出对话框，提示用户经过计算后自动生成的钢筋数据要存放在哪个墩台编号位置上，用户必须用鼠标点击墩台编号。比如，现在设计的是1号桥墩，如果该工程的1号桥墩首次设计，就选择1号桥墩作为存放钢筋数据；如果该工程的1号桥墩的钢筋图已经设计好，这时，千万不要选择该工程的1号桥墩。否则，1号桥墩的原钢筋数据将被设计生成的钢筋数据覆盖。这种情况下，最好选择较大的那个墩台编号（比如99号桥墩）存放经过计算后自动生成的钢筋数据。如果1号桥墩需要该数据时，使用插入功
12、能即可完成将99号桥墩的钢筋数据插入到1号桥墩中。4.5.12输入或修改钢筋数据 点击“盖梁绘图”方式，再点击“钢筋数据”，弹出盖梁钢筋数据输入对话框，用户可以进行钢筋数据的输入和修改，所有数据修改完毕，点击“钢筋数据检查”按钮，这时，系统会对盖梁钢筋数据的正确性进行判断，直到提示正确。有的提示比如侧面钢筋直径一般为10mm、钢筋等级一般为I级钢筋，而用户输入的钢筋直径大于10mm、钢筋等级为II级钢筋时，系统也会提示有错或警告，用户可忽略，钢筋图仍然可以生成。4.5.121输入或修改盖梁材料、保护层、箍筋间距和加密数据弹出盖梁钢筋数据输入对话框后，点击“盖梁材料、保护层、箍筋间距和加密”，用
13、户可以进行有关数据的输入和修改，修改完毕，应点击“存盘”按钮存盘。4.5.122输入或修改上下通筋、加强短钢筋、弯起钢筋数据弹出盖梁钢筋数据输入对话框后，点击“上下通筋、加强短钢筋、弯起钢筋”，用户可以进行有关数据的输入和修改，修改完毕，应点击“存盘”按钮存盘。当需要输入的数据被“示意图显示框”遮挡住时，可移动“示意图显示框”，再进行数据的编辑。4.5.123输入或修改横断面钢筋数据弹出盖梁钢筋数据输入对话框后，点击“横断面钢筋”，用户可以进行有关数据的输入和修改，修改完毕，应点击“存盘”按钮存盘。下缘钢筋用“X”表示，当钢筋编号为2位数值时，10号钢筋用“A”表示，11号钢筋用“B”表示，1
14、2号钢筋用“C”表示，13号钢筋用“D”表示，14号钢筋用“E”表示，15号钢筋用“F”表示。4.5.124输入或修改钢筋骨架数据弹出盖梁钢筋数据输入对话框后，点击“骨架钢筋”（注意“基本数据”中的“钢筋骨架片数”必须大于0），用户可以进行有关数据的输入和修改，修改完毕，应点击“存盘”按钮存盘。4.5.13 钢筋数据和钢筋横断面数据说明上缘直通钢筋根数、下缘直通钢筋根数可以相同或不同。上下通筋形成钢筋骨架片数可以为0或大于0，当大于0时其值N指N片上下通筋与短斜筋共同形成钢筋骨架。这时，需要输入： 边柱左侧每片钢筋骨架的短斜筋根数NBZL=4；边柱左侧每片钢筋骨架的短斜筋与边柱中心距离DBZL
15、=50，90，130，170；边柱右左侧每片钢筋骨架的短斜筋根数NBZR=4； 边柱右侧每片钢筋骨架的短斜筋与边柱中心距离DBZR=40，80，120。 如果为3柱和4柱，继续读入以下短斜筋根数和支距。 中柱左侧每片钢筋骨架的短斜筋根数NZZL=4； 中柱左侧每片钢筋骨架的短斜筋与边柱中心距离DZZL=55，95，135，175； 中柱右左侧每片钢筋骨架的短斜筋根数NZZR=4； 中柱右侧每片钢筋骨架的短斜筋与边柱中心距离DZZR=45，85，125； 弯起钢筋编号的数目（12）LEI.XING=4, 上下两排钢筋中到中距离(cm) =2.7；弯起钢筋跨中段采用方式,指跨中部分弯起钢筋斜方向下
16、弯，指跨中部分正截面下弯。很多设计或标准图一般采用0跨中部分弯起钢筋斜方向下弯。当斜交角度较大时可采用指跨中部分正截面下弯。弯起钢筋根数和支距输入：根数 边柱左距 边柱右距 中柱左 中柱右 D1 D2 D3 D4(cm)ND2=2, 123, 131, 131, 131,ND3=2, 123, 131, 131, 131,ND4=6, 67, 71, 71, 71,ND5=6, 11, 11, 11, 11,如果D10和D20且D3=0和D4-=0，指边柱上缘设加强短钢筋。如果D20和D30且D1=0和D4-=0，指边跨下缘设加强短钢筋。如果D30和D40且D1=0和D2-=0，指中柱上缘设加
17、强短钢筋（3柱或4柱使用）。如果D40且D1=0和D2=0和D3=0，指中跨下缘设加强短钢筋（4柱式使用）。如果D1=0和D3=0和D4=0， 指下缘设直通加强钢筋。D10或D30，长度取D1或D3的绝对值；如果D1=0，相当于D10，此时程序自动计算D1；D3=0表示该筋在跨中通过；双跨柱时，D3不能取0值。 当D1=-999，表示在D1处不弯起，D2值涵义见图。（功能待增加）箍筋环数HUAN=3；边箍筋所为主筋根数NKB=6；中箍筋所为主筋根数(环时读入) NKZ=8； NPLINE=5 NPLINE=8 NPLINE=12HUAN=1,NKB=5,NKZ=0； HUAN=2,NKB=5,
18、NKZ=0； HUAN=3,NKB=5, NKZ=6跨中部分箍筋间距(cm)A1=18；悬臂部分箍筋间距(cm) A2=16；侧面筋间距(cm) A3=18；边柱外侧箍筋加密间距数M1=10；边柱内侧箍筋加密间距数M2=10；中柱箍筋加密间距数M3=10；以下为钢筋横断面数据横断面各排中的最多一排钢筋数，一排最多能放24根。边柱断面上缘钢筋排数，最多为3排，独柱可到6排。边柱断面上缘第一、第二、第三排钢筋编号，无钢筋填0，位数等于NP边柱断面下缘钢筋排数，最多为3排，下缘钢筋可用X表示。边柱断面下缘第一、第二、第三排钢筋编号，无钢筋填0，位数等于NP跨中断面上缘钢筋排数，最多为3排，取值-1指
19、与边柱断面上缘钢筋布置相同。跨中断面上缘第一、第二、第三排钢筋编号，无钢筋填0，位数等于NP跨中断面下缘钢筋排数，最多为3排，取值-1指与边柱断面下缘钢筋布置相同。跨中断面下缘第一、第二、第三排钢筋编号，无钢筋填0，位数等于NP中柱断面上缘钢筋排数，最多为3排，取值-1指与边柱断面上缘钢筋布置相同。中柱断面上缘第一、第二、第三排钢筋编号，无钢筋填0，位数等NP中柱断面下缘钢筋排数，最多为3排，取值-1指与边柱断面下缘钢筋布置相同。中柱断面下缘第一、第二、第三排钢筋编号，无钢筋填0，位数等NP4.6工程应用及示例4.6.1工程应用盖梁设计与绘图已在中交第一公路勘察设计研究院承担的连徐线工程中得到
20、广泛应，下部柱式墩台(配板桥)设计均采用该软件完成，设计质量和速度显著提高。4.6.2示例 进入盖梁计算，输入“大桥名称、斜交角度、桥面横坡”、“设计数据”、“盖梁尺寸”、“盖梁材料”、“上部横断面”等数据。数据输入完毕，点击“生成盖梁离散图”，进入AutoCAD,在Command:后键入qscr+图形文件名即可。4.6.2.1输入大桥名称、斜交角度、桥面横坡，见如下数据输入框的数值4.6.2.2设计数据，见如下数据输入框的数值4.6.2.3盖梁尺寸，见如下数据输入框的数值4.6.2.4盖梁材料，见如下数据输入框的数值4.6. 2.5上部横断面，见如下数据输入框的数值4.6. 2.6生成盖梁离
21、散图4.6. 2.7设计检查 上述数据输入完毕，确认数据全部输入，点击“设计检查”按钮，弹出设计检查窗体，再点击“浏览弯矩剪力裂缝包络图”(同时生成一份计算书，这里不在列出)，该图将很快被显示，如果包络图不合理，点击输入数据中的按钮，修改有关数据后存盘，再点击“浏览弯矩剪力裂缝包络图”，直到图形合理。该图也可由AutoCAD调入。 进入盖梁绘图，点击“盖梁数据”，输入“盖梁材料、保护层、箍筋间距和加密”、“ 上下通筋、加强短钢筋、弯起钢筋”、“ 横断面钢筋”等数据。数据输入完毕，点击“钢筋数据检查”按钮后自动对用户输入的钢筋数据进行合理性或正确性判断，直到盖梁钢筋数据检查通过（一般情况下，检查
22、通过后再生成的盖梁钢筋图一定是成功的），再点击“生成盖梁钢筋图”按钮，进入AutoCAD,在Command:后键入qscr+图形文件名即可将盖梁钢筋图调入。4.6. 2.8盖梁材料、保护层、箍筋间距和加密，见数据输入框的数值4.6. 2.9上下通筋、加强短钢筋、弯起钢筋，见如下数据输入框的数值4.6. 2.10横断面钢筋，见如下数据输入框的数值4.6. 2.11盖梁钢筋构造图古今名言敏而好学，不耻下问孔子业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随韩愈兴于诗，立于礼，成于乐孔子己所不欲，勿施于人孔子读书破万卷，下笔如有神杜甫读书有三到，谓心到，眼到，口到朱熹立身以立学为先，立学以读书为本欧阳修读万卷书，
23、行万里路刘彝黑发不知勤学早，白首方悔读书迟颜真卿书卷多情似故人，晨昏忧乐每相亲于谦书犹药也，善读之可以医愚刘向莫等闲，白了少年头，空悲切岳飞发奋识遍天下字，立志读尽人间书苏轼鸟欲高飞先振翅，人求上进先读书李苦禅立志宜思真品格，读书须尽苦功夫阮元非淡泊无以明志，非宁静无以致远诸葛亮熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟孙洙唐诗三百首序书到用时方恨少，事非经过不知难陆游问渠那得清如许，为有源头活水来朱熹旧书不厌百回读，熟读精思子自知苏轼书痴者文必工，艺痴者技必良蒲松龄 声明访问者可将本资料提供的内容用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律的规定，不得侵犯本文档及相关权利人的合法权利。谢谢合作！
