桥梁博士连续梁桥设计建模步骤与桥博建模技巧知识分享

一、桥梁博士连续梁建模步骤一、Dr.Bridge系统概述Dr.Bridge系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。

该系统适用于钢筋混凝土及预应力混凝土连续梁、刚构、连续拱、桁架梁、斜拉桥等多种桥梁形式的设计与计算分析，不仅能用于直线桥梁的计算，同时还能进行斜、弯和异型桥梁的计算，以及基础、截面、横向系数等的计算。

在设计过程中充分发挥了程序实用性强、可操作性好、自动化程度较高等特点，对于提高桥梁设计能力起到了很好的作用。

利用本系统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。

二、离散结构与划分单元1、在进行结构计算之前，首先要根据桥梁结构方案和施工方案，划分单元并对单元和节点编号，对于单元的划分一般遵从以下原则：(1)对于所关心截面设定单元分界线，即编制节点号；(2)构件的起点和终点以及变截面的起点和终点编制节点号；(3)不同构件的交点或同一构件的折点处编制节点号；(4)施工分界线设定单元分界线，即编制节点号；(5)当施工分界线的两侧位移不同时，应设置两个不同的节点，利用主从约束关系考虑该节点处的连接方式；(6)边界或支承处应设置节点；(7)不同号单元的同号节点的坐标可以不同，节点不重合系统形成刚臂；(8)对桥面单元的划分不宜太长或太短，应根据施工荷载的设定并考虑活载的计算精度统筹兼顾。

因为活载的计算是根据桥面单元的划分，记录桥面节点处位移影响线，进而得到各单元的内力影响线经动态规划加载计算其最值效应。

对于索单元一根索应只设置一个单元。

2、本例为3x30m的三跨连续梁，截面在支座处加大以抵抗较大建立，同时利于端部锚固区的受力，所以该变截面点处取为单元节点，端点也应取为节点，每跨跨中是取为节点，其余节点是根据计算的精度要求定取。

本例共33个节点，划分为32个单元，离散图如下所示：三、模型的建立1、项目的建立通过“文件”下拉式菜单，选择“新建项目组”或“打开项目组”，再通过“项目”下拉式菜单选择，“创建项目”输入项目名称、通过点击“浏览”来选择存储路径，在下拉条中选择项目类型，此处选择直线桥梁设计计算。

2、输入总体信息主要用于输入计算类别、计算内容、桥梁环境设置、附加信息以及控制信息的的输入，由于此例只需要建立模型，具体选型及参数可以按默认值设置即可。

3、模型的建立在桥梁博士的建模中，桥梁的几何模型（平面模型，梁格模型）、截面、钢束信息均可由CAD文件导入，直接形成桥博原始数据，而且桥博中的模型、截面、钢束信息也可输出到CAD文件中，此处即采用CAD交互的方式快速建模。

(1)模型的导入的步骤：a.按照平面杆系的模型设置规则，在AutoCAD中将模型画好，注意图层的设置即可；b.将图形保存成为dxf格式的文件；c.将模型读入到桥博中。

(2)截面的导入截面的导入步骤同模型的导入类似。

在截面的导入过程中，可以直接将所有单元的截面都通过上述方式导入，也可以将导入的截面生成截面文件，然后采用快速编辑器中的“截面”按钮对其他单元的截面进行批量修改，此法比较方便。

各截面及全桥三维图形如下：(3)钢束的导入对于钢束的输入，通常可以采用导线输入或者非导线输入的方式，此处按非导线输入的方式即可。

此例中共计8束全跨布置的钢束，共两种布置方式，除此之外还在跨中梁底及支点梁顶布置了局部预应力钢束，每种钢束也只需要建立一个独立的图层即可，导入结果见下图。

4.约束的设置此处只考虑一个施工阶段，该阶段所有预应力筋均已张拉灌浆，约束为永久约束，对于三跨连续梁，可以在第二支座处设置水平和竖直方向的双向支座约束，在第一、三四号支座处只设置竖向约束，从而保证其在温度效应下的水平位移。

至此，全部模型建立的过程结束，后续只需工程情况填写相应的施工阶段信息和使用阶段信息即可完成全部的输入过程，接着只需惊醒项目计算即可获得全桥的内力信息等。

全桥模型如下：二、桥博建模技巧0、桥博内裂缝输出单位为mm，内力输出单位为KN,弯矩输出单位KN*m,应力输出单位Mpa1、从CAD中往桥博里面导入截面或者模型时，CAD里面的坐标系必须是大地坐标系。

2、桥博里面整体坐标系是向上为正，所以我们在输荷载的时候如果于整体坐标系相反就要输入负值。

3、从CAD往桥博里导截面时，将截面放入同一图层里面，不同区域用不同颜色区分之。

4、桥博使用阶段单项活载反力未计入冲击系数。

5、桥博使用阶段活载反力已计入1.2的剪力系数。

6、计算横向力分布系数时桥面中线距首梁距离：对于杠杆法和刚性横梁法为桥面的中线到首梁的梁位线处的距离；对于刚接板梁法则为桥面中线到首梁左侧悬臂板外端的距离，用于确定各种活载在影响线上移动的位置。

7、当构件为混凝土构件时，自重系数输入1.04.8、桥博里通过截面修改来修改截面钢筋时，需将“添加普通钢筋”勾选去掉，在截面里输入需要替换的钢筋就可以把钢筋替换掉。

9、在施工阶段输入施工荷载后，可以通过查看菜单中的“显示内容设定”将显示永久荷载勾选上，这样就可以看看输入的荷载位置、方向是否正确。

10、桥博提供自定义截面，但是当使用自定义截面后，显示和计算都很慢，需要耐心。

11、桥博提供材料库定义，建议大家定义前先做一下统一，否则模型拷贝到其他电脑上时材料不认到那时就头疼了。

12、有效宽度输入是比较繁琐的事情，大家可以用脚本数据文件，事先在excel 中把有效宽度计算好，用Ultraedit列选模式往里面粘贴，很方便！14、当采用直线编辑器中的抛物线建立模型时，需要3个控制截面，第一个控制截面向后抛物线，后两个控制截面向前抛物线，桥博里面默认的是二次抛物线！15、当采用直线编辑器建立模型时，控制截面要求点数必须一致，否则告诉你截面不一致。

16、修改斜拉索面积时用斜拉索单元编辑器，在拉锁面积里需要输入拉索个数*单根拉索的面积。

17、挂篮操作的基本原理：挂篮的基本操作为：安装挂篮（挂篮参与结构受力同时计入自重效应）、挂篮加载（浇筑混凝土）、转移锚固（挂篮退出结构受力、释放挂篮内力及转移拉索索力）和拆除挂篮（消除其自重效应）。

具体计算过程如下：前支点挂篮：（一般用于斜拉桥悬臂施工）如果挂篮被拆除，则挂篮单元退出工作，消除其自重效应。

如果挂篮转移锚固，则挂篮单元退出工作，释放挂篮内力，并将拉索索力转到主梁上。

如果安装挂篮，则将挂篮单元置为工作单元并与主梁联结，计算挂篮自重产生的结构效应。

如果挂篮上有加载，则计算加载量值，并计算其结构效应。

（挂篮加载时，挂篮必须为工作状态）；一般施工过程：安装空挂篮、调索、浇筑部分砼、调索、浇筑全部混凝土、调索、拉索锚固转移、移动挂篮，其中移动挂篮过程采用在同一阶段拆除和安装挂篮来模拟。

后支点挂篮：（一般用于无索结构的悬臂施工，如连续梁、T构等）。

如果挂篮被拆除，则挂篮单元退出工作，消除其自重效应。

如果挂篮转移锚固，则挂篮单元退出工作，释放挂篮内力。

如果安装挂篮，则将挂篮单元置为工作单元并与主梁联结，计算挂篮自重产生的结构效应。

如果挂篮上有加载，则计算加载量值，并计算其结构效应。

（挂篮加载时，挂篮必须为工作状态）；一般施工过程：安装空挂篮、浇筑砼、张拉预应力、释放挂篮、移动挂篮，其中移动挂篮过程采用在同一阶段拆除和安装挂篮来模拟。

18、桥博计算速度很慢，有可能是因为自定义截面，或者是没有定义运算步长（不定义步长则按相邻支撑点之间的最小距离1/50）19、当横向力分布系数输入1时，则计算出的活载反力为单列车活载反力，单列车活载反力对于我们计算下部时经常用到20、大家在计算桥面是双面坡的连续梁时，由于桥博梯度温度默认是从截面最高点往下开始计算的，所以梯度温度计算的偏小，解决的办法就是将主梁做成平坡，梁高取平均梁高来计算21、桥梁博士计算斜截面抗剪时，当既有箍筋还有竖向预应力钢筋时，计算混凝土与箍筋承担的剪力时竖向预应力钢筋替换箍筋（即仅考虑竖向预应力箍筋）22、桥博钢束导入非导线输入钢束时，当输入折线分段数后，输入钢束仍然是按照曲线输入，没有出现把曲线分成若干段直线的结果，不知道为何？23、桥博中变位输入采用一行输入一个支点（对于双薄壁墩，一行内输入相邻的2个节点），程序能够自动进行组合挑选最不利工况。

不过与midas比较，感觉桥博的变位算的有点小，不知那块计算的不同？？24、上面我们讨论过的双面坡主梁在计算温度梯度时采用双面坡和平坡计算的温度梯度应力最大值相差很小，最小值平坡计算的比双面坡计算的大0.4Mpa--0.6Mpa，总的来说计算结果相差的不大，但是由于采用双面坡计算时对于超过2个肋的主梁由于边肋和中肋钢束位置不同需要分别输入，整体来说钢束质心的位置会有一些偏差，还是建议大家按照平坡输入（带坡与平坡的转化原则：保证主梁抗弯惯距相同，顶板底板腹板厚度相同，面积相差不大，最后把相差的面积以力的形式加入）！25、我们在使用桥博建模过程中经常遇到很多钢束形状相同，需要多根钢束复制，以前一直是把钢束一根一根复制，今天听同事说可以多根钢束同时复制。

过程是：在模板钢束里输入要复制的钢束编号例如1-20，生成钢束编号21-40，复制完钢束之后在在修改参考点X的坐标就ok了。

26、对于变截面的连续梁再输入钢束的时候我通常都采用圆曲线拟合抛物线，这么做对于二次抛物线可能和圆曲线相差的不多，但是我们大部分设计梁底抛物线都是1.8次、1.6次，这样用圆曲线拟合就相差的很多了，这时候推荐大家用钢束参考线，首先在总体信息里定义钢束参考线（利用自动生成选定单元即可），再在钢束信息里先指定用到的上参考线和下参考线名称，输入钢束形状时只需要指定距离上下参考线的距离及打的半径就ok了！！很方便！27、变截面连续箱梁建模是一个很费事的功夫，桥博提供了一个通用截面拟合，他可以很方便的建立变截面连续箱梁，网上有很多网友写的关于通用截面拟合的例子，特上传（不知道是谁原创的，如果原创作者看到，请留言，奖励）大家可以看看的设计思路(此附件用桥博3.2可以打开，3.03打不开)！！28、桥博中斜拉索计算整体温差时，由于斜拉索输入的是面积，没有高度，一直以为无法计算，今天偶然知道原来可以输入，只不过输入方法选用“高度为距下缘比值”，分别输入0和1000时的温度（桥博帮助中的解释：如果高度为至截面下缘高度比值,则将整个高度作为1,所处高度与截面高度的比值乘以1000来输入），由于温度梯度正负占用了温度1和温度2，而索的升温（或降温）占用温度3，要计算索的降温（或升温）需点选计入负荷载效应的温度3。

29、使用桥博计算大跨特殊预应力结构时，二次距计算有问题，问过桥博任老师，建议这种结构不要点选计算二次距。