应用DrBridge计算预应力混凝土桥梁.

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1、应用Dr.Bridge计算预应力 混凝土桥梁 第一节 桥梁博士的基本功能 第二节 桥梁博士的基本约定 第三节 桥梁博士系统项目的管理和操作 第四节 桥梁博士计算预应力混凝土结构 第一节 桥梁博士的基本功能 直线桥梁 斜、弯和异型桥梁 基础计算 截面计算 横向分布系数计算 输入、输出、打印与帮助系统 返回目录 1.1 直线桥梁 1. 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； 2. 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； 3. 活载的类型包括公路汽车、挂车、人群、特殊 活载、特殊车

2、列、铁路中-活载、高速列车和城市轻轨 荷载； 4. 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 断是否满足规范。 返回本节 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. 考虑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。 返回本节 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

3、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。 返回本节 1.4 截面计算 1.截面特征计算：任意截面的几何特征，可考虑普 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

4、-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.截面验算：可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，并 进行9种组合的应力验算及承载能力极限强度验算。 1.5 横向分布系数计算 1.6 输入、输出、打印及帮助系统 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。 系统全部输入数据均采用标准界面人机交互进行，采用 三级检错。输入数据的过程中可同步以图形或文本查看输入 数据的信息。计算结果可以按照用户的要求一次或多次输出 ，输出的方式有图形、表格及可编辑的文本。系统输出的

5、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。另外，Dr.Bridge系统提供了几百个条文的帮助。 第二节 桥梁博士的基本约定 单位制 数据填写格式 返回目录 2.1 单位制 除非特殊说明，系统的基本单位设定如下： 结构坐标与长度： m； 力： KN； 矩： KN-m； 应力： Mpa（基础计算为Kpa）； 线位移： m； 角位移： 弧度； 角度： 度； 面积： m*m 截面几何信息： mm； 裂缝宽度： mm； 2.2 数据填写格式 1.（-/）表达式：整数号码便捷格式为A-B/C（A- B/C）：其中ABCABC皆为正整数，CC为增量值，缺 省为1，括号内的表达式表

6、示去除的号码，例如1-10/2表示1、3 、5、7、9，而1-10/2（5-7）表示1、3、9，其中5和7已被去除 。 2.（*）表达式：实数值便捷格式为（n*d）*m，d为实 数，n表示数字d的重复次数，m表示括号内数字的重复次数。例 如，在单元节段划分时（标准节段的划分），单元的分段长度 表达为（2*3.0 4.0 2*5.0）*3，表示3.0 3.0 4.0 5.0 5.0 3.0 3.0 3.03.0 4.0 5.0 4.0 5.0 5.05.0 3.0 3.0 4.0 5.0 5.0。 第三节 桥梁博士系统项目的管理和操作 项目的定义 项目的使用规定 项目的操作 返回目录 3.1 项

7、目的定义 为便于用户索引数据和方便系统管理，系统采用项目的概 念来管理桥梁结构的分析与计算。 3.1.1项目的意义 3.1.2项目的内容 项目定义了结构分析计算所需要的所有信息，包括： 结构分析计算的类型； 该项目的输入方法和工作路径； 该项目的所有输入数据文件； 该项目的计算进程控制和最新状态信息。 3.1.3项目文件 3.1.4项目类型 所有项目都必须有一个类型，目前有效项目的类型为“直线 桥梁设计计算”和“斜弯桥设计计算”。 项目内容是以两个文件存放在磁盘上的，即： 项目文件（*.PRJ） 打开项目的时候读入 状态文件（*.STS） 自动装载，用来初始化项目的 最后一次关闭时项目的状态。

8、 3.2 项目的使用规定 1.编辑项目之前必须打开项目。 2.项目执行之前必须打开项目。 3.项目数据输入输出之前必须打开项目。 3.3 项目的操作 项目计算的所有操作都设置在项目菜单和数据菜单中，其 中项目菜单中的命令是有关项目的创建、打开、复制、关闭、 查看、执行和停止执行等操作，而数据菜单则是对当前打开的 项目的有关数据进行输入、输出等操作；第一次使用时选择项 目中的创建命令来建立一个新的项目，下面举例说明项目的操 作方法。 某后张预应力简支板梁，跨径20米，配置4束3j15.24 高强 度低松弛预应力钢绞线（ASTM 270K），结构共分为两个单元 ，三个节点，边界约束在1#与3#节点

9、（仅为演示项目的操作方 法，实际上应至少分8个单元，以保证计算精度）。 3.3.1参数说明 使用项目菜单创建工程项目命令来创建一个新的项目 NEW.PRJ，系统将打开一个如图3.1所示的对话框，键入要创建 的项目名称NEW.PRJ，选择项目计算类型为直线桥梁设计计算； 图3.1 创建项目对话框 3.3.2创建项目 选择确定，系统将打开如图3.2所示对话框，选择输入方 法为人机交互输入，选择确定，项目建立完毕； 图3.2 编辑项目对话框 图3.3 打开项目文件对话框 如果是打开一个已经存在的项目，则使用项目菜单的打开工程项目命令 ，系统打开一个如图3所示的对话框，键入有效的项目文件名，选择确定即

10、 可； 3.3.2创建项目 结构计算总体控制信息 结构的单元特征信息 结构配置的预应力钢束信息 结构的施工过程信息及边界条件 结构运营期间可能承受的荷载信息 3.3.3输入原始数据 使用数据菜单的输入项目原始数据命令（或F4功能键 ），系统将打开如图3.4所示的输入窗口，按图4添好数据。 使用数据菜单的输入单元特征信息命令（或在输入窗 口中使用鼠标右键弹出右菜单切换到单元信息输入），系统将 切换到如图3.5所示的单元信息窗口。 3.3.3输入原始数据 图3.4 总体信息窗口 图3.5 单元信息输入窗口 输入单元信息：1#单元的左节点号为1，右节点号为2，单 元左端的顶缘的X坐标为0，Y坐标为1

11、（单元梁高为1米），单元 右端的顶缘的X坐标为10，Y坐标为1，单元龄期为28天，单元的 性质为预应力砼构件，选中单元验算时一定要按照全预应力构件 验算。 输入单元的截面信息：鼠标点取左截面按钮，弹出图3.6 所示的对话框，鼠标点取图形输入按钮，弹出桥梁横断面几何类 型对话框，单击下一页，单击矩形，弹出图3.7所示对话框，键入 断面参数B=1000，H=1000，选择确定。 现在系统又回到截面特征对话框，选择确定； 重复上述截面输入过程，输入右截面特征； 单击添加按钮，修改2#单元的坐标为（10，1）（20，1）， 单元输入结束； 图3.6 截面特征描述对话框 图3.7 截面几何描述对话框 输

12、入结构的预应力钢筋信息。使用数据菜单中的预应 力钢束信息命令（或鼠标右键弹出右菜单切换），系统将打开 图3.8 所示的对话框，选择钢束材料类型为ASTM270K级低松弛 钢绞线，钢束编束根数为3根，钢束束数为一束，弹性回缩总变 形为6毫米，张拉控制应力为1395MPa，超张拉系数为0，成孔 面积为1400平方毫米，体外束，成孔方式为预埋波纹管，张拉 方式为左端张拉，钢束几何位置中的Y坐标为0.06米。 3.3.3输入原始数据 图3.8 预应力钢束描述对话框 现在输入预应力钢束的几何形状，用鼠标点取几何描述 按钮，弹出如图3.9所示的对话框，钢束的形状为直线，输入几 何特征，选择确定； 鼠标单击

13、添加钢束按钮3次，至钢束编号为4为止，2、3 、4号钢束的信息自动生成，钢束输入成功结束。 3.3.3输入原始数据 图3.9 钢束几何形状描述对话框 输入施工阶段信息，使用数据菜单中的输入施工阶段 信息命令（或鼠标右键弹出右菜单切换），系统将显示如图3.10 所示的对话框，输入如下数据：安装杆件1-2，张拉钢束1-4，灌 浆钢束1-4，选择考虑本阶段分批张拉预应力损失，升温温差20 度，降温温差20度，本阶段施工周期为1天。 3.3.3输入原始数据 图3.10 施工阶段信息窗口 输入二期恒载信息，用鼠 标点取永久荷载按钮，系统将打开 一个如图3.11所示的对话框： 图3.11 施工荷载对话框

14、3.3.3输入原始数据 输入荷载信息，鼠标点取均布荷载按钮，系统将打开如 图3.12所示的对话框，输入信息为：1#单元和2#单元的均布荷载 的竖直分量都为-3.0KN/m。单击确定，回到施工荷载描述对话 框，再单击确定，回到施工阶段信息窗口。 图3.12 均布荷载描述对话框 输入结构的边界条件，选择边界条件按钮，系统将打开 一个如图3.13的对话框，输入1#和3#节点的边界条件，对话框显 示如下： 图3.13 边界条件描述对话框 输入使用阶段信息，使用项目菜单中的输入使用阶段 信息命令（或使用鼠标右键弹出右菜单切换），系统将打开一 个如图3.14所示的对话框： 3.3.3输入原始数据 图3.1

15、4 使用阶段信息窗口 使用阶段结构的计算模型采用最后一次施工阶段的结构 ，由于是简支梁桥，没有其它静荷载，现在只需要输入活荷载 信息，用鼠标单击活荷载按钮，弹出如图15所示的对话框，输 入活载信息：汽车-20级，挂车-100级，人群集度3.5KN/m*m， 满人总宽度为1m，人行道宽度为1.5m，对话框显示如图3.15所 示。 选择确定，系统回到使用阶段描述对话框，使用阶段输 入结束。 3.3.3输入原始数据 图3.15 活荷载信息对话框 输入数据诊断。选择项目菜单中的 输入数据诊断命令，系统将自动打开输 出信息窗口，在这个信息窗口中，可以 看到数据诊断的结果如图3.16所示： 图3.16 数

16、据诊断结果窗口 3.3.4输入数据诊断 所输入的数据没有错误，下面进行项目计算；使用项 目菜单中的执行项目计算命令执行当前项目的计算； 项目计算结束后，可以使用数据菜单中的各条输出命 令，来查看当前项目的各种计算结果信息。 3.3.5执行项目与结果查看 第四节 桥梁博士计算预应力混凝土结构 利用桥梁博士进行设计计算一般需要经过：离散结构划分 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（索结构），进行项目计算，输出计算结果等几 个步骤。 返回目录 原始数据约定 数据准备 创建项目，输入数据 输出数据 4.1 原始数据约定 单元左右节点的坐标为结构总体坐标系内的坐标，单元的 位置由单元左右节点坐标唯一确定。在数据的输入过程中，所 有矢量方向都从属于结构总体坐标系。 4.1.1 单元的位置 4.1.2 荷载的方向 系统约定所有荷载方向与