桥梁博士简介(一)

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1、桥梁博士软件(Dr.Bridge)简介,一、系统概述 二、荷载横向分布系数计算,一、系统概述 1. 版本简介 “桥梁博士”软件是由同济大学桥梁结构系研制开发的大型桥梁结构分析软件，于1995年投放市场。该软件可以计算： 钢筋混凝土及预应力混凝土连续梁、 刚构、连续拱、桁架梁、斜拉桥等多种桥梁。 2004年后按照公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62-2004进行补充修改。,2.系统功能 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。 对于带索结构可根据用户要

2、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； 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。,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。 2)斜、弯和异型桥梁 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。 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； 最终可根据用户的要求，对结构进行配筋或各种 验

3、算。,3)基础计算 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； 单桩承载力：计算地面以下各深度处单桩容许承载力。 刚性基础：计算刚性基础的变位及基础底面和侧面土应力。 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)截面计算 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； 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。 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

4、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；,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。 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

5、作用下的横向分布系数。,6)输入 采用标准界面人机交互进行，并配有强大的数据编辑和自动生成工具，使原始数据的输入更加明了和方便； 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； 新加了单元、截面、钢束与CAD的互导模块，使得输入更加方便； 新增的引用参考线，大大简化了曲线钢束的输入； 系统对原始数据采用三级检错以帮助用户确保原始数据的可靠性；,7)输出 系统对计算结果的输出采用详尽的思想，通过分类整理，可以按照用户的要求一次或多次输出，便于用户分析中间数据结果或整理最终数据文档。 输出的方式有图形、表格及可编辑的文本。 配有专门的图形结果后处理系统，便于用户打印出图纸规格化的计算结果图

6、形。 新增的报表输出，用户可自定义输出报告格式模板，各种计算数据、效应图形按用户设定自动输出。,8)打印与帮助系统 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。 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。,3.系统的基本操作 各窗口都支持鼠标右键菜单，可切换或操作一些特定命令。 1)图形窗口 窗口放大： 按住鼠标左键拖动鼠标可以拉开一个矩形框，系统根据该框的大小按比例放大至

7、窗口有效区域大小； 窗口恢复： 使用ALT+鼠标左键双击可恢复至最近一次放大窗之前的状态； Ctrl+鼠标左键双击-全图显示,切换图形 鼠标右击，弹出菜单切换图形类型 双击鼠标左键在各图形窗口间切换（右击无菜单时） 图形显示设置 用“F9”键打开“显示信息设置”窗口； 用“F11”、“F12”键打开或关闭单元号、节点号的显示； 图形编辑器其它操作详见附录B相关内容。,2)数据窗口 鼠标右击，弹出菜单切换输入数据类型 4.系统的基本约定 1)单位约定 系统的基本单 位设定见右表：,2)坐标系 (1)平面杆系 总体坐标系：系统默认的坐标系，节点坐标、节点位移以及反力均按总体坐标系输出。 X：水平向

8、右为正 Y：垂直X轴向上为正 单元局部坐标系：单元内力和应力均按单元局部坐标系输出。 X：沿构件的纵轴线方向, 以左节点到右节点方向为正 Y：垂直X轴向上为正,截面局部坐标系：系统默认的坐标系，用来确定截面控制点的位置关系。 X：水平向右为正 Y：垂直X轴向上为正 钢束局部坐标系：向结构总体坐标系的映射,钢束局部坐标系在结构总体坐标系中的角度，如果钢束局部坐标系是结构总体坐标系经逆时针转动一个角度而形成，则该角度为正值，反之为负值。 X：钢束局部坐标系原点在结构总体坐标系中的X坐标； Y：钢束局部坐标系原点在结构总体坐标系中的Y坐标；,(2)空间网格 总体坐标系：系统默认的坐标系，节点坐标、节

9、点位移以及反力均按总体坐标系输出。 X、Y、Z轴：由右手螺旋法则决定。 单元局部坐标系：单元内力和应力均按单元局部坐标系输出。 X：沿构件的纵轴线方向, 以左节点到右节点方向为正 Y轴、Z轴方向与总体坐标系相似，满足右手法则 截面局部坐标系：系统默认的坐标系，用来确定截面控制点的位置关系。 X：水平向右为正 Y：垂直X轴向上为正,钢束局部坐标系：向结构总体坐标系的映射,钢束局部坐标系在结构总体坐标系中的角度，如果钢束局部坐标系是结构总体坐标系经逆时针转动一个角度而形成，则该角度为正值，反之为负值。 X轴、Y轴方向与总体坐标系相似，满足右手法则 Z：钢束局部坐标系原点在结构总体坐标系中的Z坐标；

10、,3）荷载方向 系统约定所有荷载方向与结构总体坐标系一致为正，反之为负。荷载的矢量输入只能输入总体坐标系下的分量。具体如下： 平面杆系 水平力：沿整体坐标的x方向向右为正； 竖直力：沿整体坐标的y方向向上为正； 弯矩：依右手螺旋法则，垂直于整体坐标系向外（向用户方向）为正。,空间网格 Px：沿总体坐标系x正方向为正 Py：沿总体坐标系y正方向为正 Pz：沿总体坐标系z正方向为正 Mx：绕沿x轴，满足右手法则，大拇指指向x轴正方向时为正 My：绕沿y轴，满足右手法则，大拇指指向y轴正方向时为正 Mz：绕沿z轴，满足右手法则，大拇指指向z轴正方向时为正,4)效应方向 轴力：使单元受压为正，受拉为负

11、 剪力：由单元底缘向顶缘方向为正，反之为负 弯矩：使单元底缘受拉为正，上缘受拉为负（平面） 弯矩：符合右手法则，与总体坐标系一致为正，反之为负（空间） 位移：与总体坐标系一致为正，反之为负 正应力（法向应力）：压应力为正，拉应力为负； 剪应力：由截面底缘向顶缘方向为正，反之为负； 主应力：正表示压，负表示拉； 强度：受弯构件的强度为MR，单位KN-m，其它构件强度为NR； 结构支承反力：与总体坐标系一致为正，反之为负；,5)数据填写便捷格式 （-/）表达式： 格式为A-B/C（A-B/C） 其中A、B、C、A、B、C皆为正整数，C、C为增量值，缺省为1， 括号内的表达式表示去除的号码， 如1-

12、10/2表示1、3、5、7、9， 如1-10/2（5-7）表示1、3、9，其中5和7已被去除。, （*）表达式： 格式为（n*d）*m，括号里有多项时，用空格分开 其中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。 如，在单元节段划分时，单元的分段长度表达为（2*3.0 4.0 2*5.0）*3，表示3.0，3.0，4.0，5.0，5.0，3.0，3.0，4.0，5.0，5.0，3.0，3.0，4.0，5.0，5.0。,5.系统操作界面,6.系统项目的管理和操作 1）项目含义 结构设计计算输入数据繁多，输出数据量大，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

13、结构的分析与计算。 项目包含了结构分析计算所需要的全部信息，如结构分析计算的类型（直线桥梁或斜弯桥梁）；项目的输入方法和工作路径；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。 在创建项目时，会自动创建一个以项目文件名的子目录和两个文件，例如，如果项目的名称为C:DrBridgetest.prj，则系统在C:DrBridge下创建子目录test。,2）项目组含义 各工程项目，包括基础设计、截面设计和横向分布计算等工具，均可通过项目组管理。 通过使用项目组，可以将不同目录的项目文件集合在一个项目组下面，便于数据的整理；用户可以在同一个界面切换不同的工作项目，操作方便。 一个项目也可

14、以从属于多个项目组，但至少从属于一个既有的项目组。,3）项目组操作 (1)新建项目组 从主菜单中选择 “文件/新建项目组”； 显示名称为“新项 目组”，右击项目组显 示名称，在菜单中选择 “标签重命名” 输入项 目组显示名称，单击确定。,(2)打开项目组 从主菜单中选择文件打开项目组； 将弹出图 32所示对话框，选择项目组或项目文件，打开。,(3)保存项目组 从主菜单选择文件保存项目组； 输入文件名并选择保存目录，然后单击保存。 4)项目操作 通过“项目”下拉式菜单选择“创建项目”， 或者在项目组管理窗口，通过右键来点击“创建项目”。,创建项目后，程序出现了下图所示的界面。在一个项目组中，创建

15、一个新项目，或通过双击打开一个既有项目。,二、荷载横向分布系数计算 1.计算方法 1）杠杆法 2)刚性横梁法 3)刚(铰)接板梁法 2.计算操作方法 1)新建或打开横向分布文档： 单击菜单“设计/横向分布”； 选择已有的文档名称或输入一个新文档名称，则出现下图 所示的窗口。文件后缀名为sdt。,2)单项任务设计： 设置任务标识名：在“当前任务标识”框中键名称。单击“添加任务”按钮。 选择任务类型：在“当前任务类型”列表框中选择，共有3种类型。 描述任务内容：当任务类型确定后，在任务类型下面有2个按钮，单击这些按钮，完成任务内容描述。不同的任务类型，在“结构描述”按钮中的对应不同的内容。 显示结

16、果：单击“显示结果”按钮，查看计算结果。 3)横向分布系数计算文件描述： 在“当前文件描述”框中输入描述内容。,3.计算内容 横向分布系数计算内容有2个按钮，其中单击“结构描述”按钮时弹出的对话框内容与选用的计算类型相关。 1)结构描述杠杠法 当“当前任务类型”为“杠杠法”时，单击“结构描述”按钮，将会出现下面的对话框。,主梁间距：各个主梁间的间距，在输入此项时，系统支持(*)表达式；例如：输入4*2，则表示共有5片主梁，各主梁间距都为2米。如下图 所示： 边主梁梁位线外侧部分桥面，加载时采用直线外插计算。,2)结构描述刚性横梁法 当“当前任务类型”为“刚性横梁法”时，单击“结构描述”按钮，将会出现如下图所示的对话框。,主梁间距：同杠杠法， 主梁抗弯惯距：输入对应各主梁的抗弯惯矩，个数主梁间距数+1，支持(*)表达式。 抗扭修正系数：如果考虑主梁抗扭能力，则计入抗扭的修正系数，其计算公式：,3)结构描述