桥梁博士使用手册(勘误更正页)

40 第一部分 基本操作
附录F填写该信息。

z环境有强烈腐蚀性：在验算抗裂性时需要该信息；
4.计算内容：用户选择本次计算所需要计算的部分。

z一般在估算预应力配筋时不计结构的收缩徐变；
z结构的非线性仅在特大跨径桥梁分析时使用，通常结构不需计算。

5.附加信息：指定计算部分内容。

包括以下几点：
z结构验算单元：在选择“全桥结构安全验算”时，填入需要验算的单元号，不填则默认为全部单元。

z组合计算类型：对应于规范的荷载组合类型。

不填则默认为全部组合1-9，包括用户自定义组合。

对于《公桥规》2004，各组合的意义参见P352页说明。

z计算活载单元、计算活载节点：选择需要进行活载分析的单元、节点。

不填则默认为全部单元。

z活载加载步长：进行活载影响线加载时的步长。

填0时系统默认为1/50的跨径。

步长越小，活载计算越精确，速度越慢。

对于某些“没有跨径”的结构（只有一
个约束），程序将无法进行加载，必须由用户填入加载步长。

z非线性荷载分级数：当计算内容中选择了几何非线性或梁柱非线性时，此窗口被激活。

程序按用户输入的分级数将荷载分成n级逐步计算，每次计算都进行刚度
矩阵修正，因此级数越高结果越精确，但计算时间越长。

6.形成刚臂时决定节点位置的单元号：
z当多个单元共用一个节点号，且其节点位置不重合时，形成刚臂。

此时，程序有一套默认的确定节点位置的规则。

z若此规则不能表达结构的实际情况时，用户可以在这里填入单元号，来改变系统的固定算法，系统将根据用户填入的单元来确定节点的位置。

7.计算细节控制：
z生成调束信息：对进行“全桥结构安全验算”的预应力构件选择此命令，可使程序在计算时生成调束信息，便于进行调束工作。

z调束阶段号：用户填入需要产生调束信息的施工阶段号，不填默认为全部阶段。

在选中“生成调束信息”时有效。

z生成调索信息：对进行“全桥结构安全验算”的含有拉索单元的结构选择此命令，可使程序在计算时生成调索信息，便于进行调索工作。

z桥面为竖直单元：选择此命令，将使桥面单元的左右截面为竖直截面。

z极限组合计预应力：由用户指定，在进行结构极限组合计算的时候，预应力的作用是否当作外力计入结构。

根据《公桥规》2004，预应力构件的极限强度是不计
预应力的。

但对于一些预应力桥梁中的非预应力构件，预应力的作用力却对这些
构件的极限组合内力有影响，比如预应力连续刚构的桥墩等构件。

z极限组合计二次矩：在按《公桥规》2004版进行计算的时候被激活，用户指定是否考虑预应力二次矩。

对预应力连续梁以外的其它结构，计算结果将不准确。

z极限组合计收缩、徐变：在按《公桥规》2004版进行计算的时候被激活，用户指定是否考虑收缩、徐变。

程序会按照用户输入的配筋信息，根据构件类别，估算普通钢筋或预应力钢束筋在距离边缘0.1h处的面积。

4.4.4初始状态信息
点击“初始状态信息”按钮出现如图 4-7所示窗口。

用户可以通过此窗口，给某些单元施加初始轴力、初始位移。

图 4-7
索引：单元号（轴力）或节点号（位移）。

4.5 输入单元信息
用户可以使用右键菜单或“数据”下拉式菜单，切换到单元输入窗口，如图 4-8所示：
图 4-4
此界面的最左侧是项目管理窗口。

输入窗口的下部是图形显示窗口，用户可以用右键切换显示信息，以帮助用户判断输入数据的准确性，快速了解结构特征。

4.4.1基本信息
1.桥梁工程描述、结构备忘描述：用户可以在此输入备注性质的文字，来描述本项目
的特点，以便于日后查看。

2.计算类别：用户根据不同的需要选择不同的计算方式。

z计算内力、位移：掌握结构的基本受力状态；
z估算配筋面积：得到大致的配筋信息，初步掌握结构的设计要点；
z全桥结构安全验算：对结构设计进行复核、修正；
z优化计算拉索面积：对斜拉桥的拉索面积、张拉索力进行优化。

z当用户选择了不同的计算类别之后，程序会激活或关闭相应的按键、选项。

z如果是初步设计阶段则选择估算配筋面积，此时应在结构配筋估算信息对话框中指定预配置的钢筋或钢束类型等，以便估算的钢筋面积更接近真值。

3.桥梁环境：选择桥梁所处的地理环境。

z湿度：程序在计算混凝土构件收缩徐变时使用，对85规范可从列表框中选择相
应环境。

也可输入相对湿度。

对《公桥规》2004，用户需要参考《公桥规》2004
66 第一部分 基本操作
图 4-33数据文档窗口-施工信息
4.7.1基本信息
1.单元施工描述：输入阶段安装与拆除的单元。

2.预应力钢束施工描述：
z如果钢束未灌浆，则单元的截面特征中将不计入钢束的影响（但扣除预应力钢束管道对截面的削弱），即钢束不与截面共同作用；
z如果已灌浆，则截面特征中将计入钢束换算截面的影响。

z考虑本阶段分批张拉损失：在计算钢束张拉力的等效作用力时，如果需要计入钢束分批张拉预应力损失时，则应选择考虑本阶段分批张拉损失。

z竖向预应力：如果结构配有竖向预应力，则应输入各有关单元竖向有效预加力(扣除全部损失和考虑折减后)的大小，以便系统进行剪应力、主应力的验算。

竖向
预应力由用户折算为单元每延米预应力的大小，直接输入。

z本阶段施工周期：从本阶段开始时刻至本阶段结束时刻的天数。

用于结构的收缩徐变计算时建立时间坐标。

3.索力调整：系统将打开一个索力设定对话框，如图 4-34所示。

如果是带索结构，
则输入拉索单元索力在本阶段的调整信息。

施工阶段拉索索力的调整方法参见优化阶段信息输入及计算原理中的斜拉索索力部分。

第4章 直线桥设计计算输入 79
8.连续梁负弯矩冲击系数：选择了“自设定汽车冲击系数”后，此项被激活。

在《公
桥规》2004中，连续梁的正负弯矩区使用不同的冲击系数。

9.横向分布调整系数：输入各种活载在主、附加桥面的横向分布系数。

10.折线横向系数：是否为折线横向分布系数。

对于延x方向横向分布系数不同的结构，
可以按系数设定按钮，打开折线横向分布系数对话框，输入相应的各x坐标处的横向分布系数。

11.附加桥面组成单元、附加桥面活载类别：
z如果桥梁结构为公铁两用或汽车和轻轨分层运行的结构，由于桥面单元不同，需要用户指定附加桥面的单元号以及运行在附加桥面上的活载类型。

z其中活载类型按1-汽车、2-挂车、3-人群、4-满人、5-特殊荷载、6-特殊车列、7-中活载、8-轻轨，以数字形式输入。

例如输入8，表示其它活荷载都在原定义
的桥面上通行，而轻轨则在附加桥面上通行。

4.8.3活载的最终效应
各种活载的最终效应解释如下：
1.如果是纵向加载，则效应计算如下：
z汽车效应= 一列车的效应x汽车横向分布调整系数。

z汽车冲击力= 汽车效应x冲击系数。

z挂车效应= 一辆挂车效应x挂车横向分布调整系数。

z人群效应= 人群集度x人行道宽度x人群横向分布调整系数。

z满人效应= 人群集度x满人总宽度x满人横向分布调整系数。

z特载效应= 一辆特殊荷载效应x特载横向分布系数。

z特殊车列效应= 一列特殊车列效应x特殊车列横向分布系数。

z中-活载效应= 一列列车效应x中-活载横向分布系数。

z轻轨效应= 一列轻轨列车效应x轻轨横向分布系数。

汽车荷载效应：
z结构所承受的汽车荷载大小，取决于汽车荷载的类型，和汽车荷载的横向分布调整系数，而与所填入的车道数无关（如果有的话）。

z对于预制、拼装的T梁、空心板等结构，其横向分布系数可能是小于1的小数；
z对于整体箱梁、整体板梁等结构，其分布调整系数就是其所承受的汽车总列数，考虑纵横向折减、偏载后的修正值。

例如，对于一个跨度为230米的桥面4车道
的整体箱梁验算时，其横向分布系数应为4 x 0.67（四车道的横向折减系数） x
1.15（经计算而得的偏载系数）x0.97（大跨径的纵向折减系数） =
2.990。

汽车
的横向分布系数已经包含了汽车车道数的影响。

人群效应和满人效应
z估算结构钢筋面积：系统将对结构进行截面配筋，不计算应力。

z全桥结构安全验算：系统将对结构进行截面验算，计算应力。

2.计算内容：
z是否计算预应力、收缩、徐变、活载信息。

z是否进行组合。

z计算类别是只计算内力位移时，应设定是否对结构的内力和位移进行荷载组合。

3.桥梁环境：选择桥梁所处的地理环境。

z湿度：程序在计算混凝土构件收缩徐变时使用，对85规范可从列表框中选择相应环境。

也可输入相对湿度。

对《公桥规》2004，用户需要参考《公桥规》2004
附录F填写该信息。

z环境有强烈腐蚀性：在验算抗裂性时需要该信息；
4.附加信息：计算附加控制信息，与直线桥计算相似。

其中加载步长意义如下：
z纵向加载步长(米)：如果输入0值，系统在计算活荷载时，纵向加载步长取用
0.1m；否则取用输入的数值。

一般取用正常跨径的1/50精度即可得到保证。

z横向加载步长(米)：如果输入0值，系统在计算活荷载时，横向加载步长取用
0.02m，否则取用输入的数值。

一般取用桥梁宽度的1/100精度即可得到保证。

5.结构配筋计算信息：系统将打开一个截面配筋一般信息对话框, 在这个对话框中设
定配筋的控制信息。

仅在结构配筋时该项才有效。

在数据输入窗口的左下方，是图形输出窗口，可以在这里鼠标右键弹出右菜单将各种输入信息很方便地用图形的形式显示出来。

在窗口的右下方是一个文本信息输出窗口，输入的全部信息均在这里汇总，同时也可以在此很方便地检查数据输入是否正确。

活载加载可选项设定对话框：如图6-4。

活载在进行加载时，会根据影响线自动加载，由此得出竖向弯矩、竖向剪力、扭矩的最值。

但是，程序没有组合出轴力、横向剪力、横向弯矩的最值。

如果结构的此项内力可能控制设计，用户可以在此设定，以使程序得出的相应内力的组合最值。

系统默认的是扭矩的最值，在选择了其它内力后，相应的内力输出即替代最大、最小扭矩的输出（但是其名称仍然没有改变）。

需要注意的是，当我们输出其它内力的最值时，扭矩的内力输出则没有取得相应的最值。

因此，如果用户既需要扭矩的最值，又需要轴力或横向剪力的最值时，用户无法在一次计算中得到结果，必须经过多次计算得到。

相关单元不在一条直线上时，这个“竖平面”是个曲面。

这里的“竖角”输入，主要是为了方便输入某些斜腹板内的钢束。

3.钢束几何描述之倾角：钢束竖弯信息采用的坐标系的“z＝0”平面相对于总体坐标
系的水平面（z＝0）的倾角。

如图6-21所示钢束与竖平面的夹角为+40度，平弯Y坐标在此为+0.2m。

图 6-21 钢束位置示意
4.相关单元号：这是空间梁格中钢束输入与直线桥的钢束输入区别最大之处。

在直线
桥结构中，程序可自动判断钢束的相关单元，只有会引起歧义的才填写“相关单元号”或“排除单元号”；而在空间梁格中，所有的钢束都必须通过相关单元号确定其位置。

与该钢束相关的所有单元号，必须由起点到终点顺序填写。

5.竖弯几何：竖弯几何的输入与直线桥时相同。

只是，此时输入的“x”坐标值，是个
比值，程序将根据钢束的相关单元，将钢束缩放至与相关单元的总长度一致（但“z”
值和“R”值不缩放）。

这样做，方便了曲线梁腹板束的输入。

6.平弯几何：其中Y坐标表示平面投影中钢束各点离开相关单元轴线的距离。

即：各
点的偏心距信息。

单元轴线外侧为正，内侧为负。

X坐标与竖弯几何描述中的X坐标的坐标原点应相同。

上述的左右侧，是由钢束的起点到终点方向为前进方向来定义的。

6.6 施工信息输入
选择数据菜单下输入施工信息这一项，或在数据输入区单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择输入施工信息项，弹出如图6-22所示的对话框：
利荷载组合。

诸如地震力、制动力、风力等外力荷载，如果需要计算，必须由用户输入。

2.其它静荷载：
z收缩徐变时间：设定使用阶段收缩徐变计算的时间，使用阶段的收缩徐变效应是指从施工阶段的最终时刻经过在此输入的时间后得到的收缩徐变效应增量。

如果不计算收缩徐变,系统将忽略该输入值。

系统在进行荷载组合时，将使用阶段的收缩徐变效应作为可选荷载参与组合，即运营初期和后期取最不利效应进行组合。

根据《公桥规》2004的编制理念，使用阶段的收缩徐变时间应为“0”天，而将结构的收缩徐变考虑到施工阶段中，即添加一个较长施工周期，用以完成结构的收缩徐变。

z最大升温温差：结构在其使用期内所经受的最大升温温差，结构各部分将按整体升温计算结构响应。

升温、降温的基数，为最后一个施工阶段的平均温度。

z最大降温温差: 结构在其使用期内所经受的最大降温温差，结构各部分将接整体降温计算结构响应。

z非线性温度1-3：结构的梯度温度场描述。

系统将打开一个温度荷载描述对话框, 如图4-7-2所示。

非线性温度场可输入三组，如果计其负效应（即将原荷载反号），则总共可有六组。

内力组合时，温度的最不利效应系统是按升、降温最不利值+所有非线性温度效应中的最不利值计算的，因而非线性温度的输入应考虑到已经输入的升温温差和降温温差的数值。

在填写左（右）界线高度时，输入负值，表示到另一侧的距离。

z不均匀沉降：支承节点的不均匀沉降信息, 系统将打开一个如图 6-32所示的对话框。

用户输入各可能沉降的约束节点位移，程序自动对各行进行组合。

可能沉降的节点，可以是单个节点，也可以是多个节点。

多个节点的同一沉降表示这些节点的沉降是同步进行的。

在图示的例子中，2、33、79、110节点各单独最大沉降2cm，而2与33、79与110节点又可以同时沉降1cm。

组合后的结果是，2＃节点相对于33＃节点的最大沉降是2cm，而相对79＃、110＃节点则可以达到3cm。

第6章 斜弯桥设计计算输入 121
0-180度），以确定车辆加载时的基准点。

以图6-34为例，桥面中线起点位置为（10，12.5），切线方向0度。

用户还需输入几个控制点处的断面形式，程序据此确定全桥的车道形式。

需要用户注意的是，在“桥面布置”中所指的桥面中线，与“桥面单元”中所指的桥面中线是一条线。

这个桥面中线，可以不是实际结构的中心线，可以不是路线的中心线，也可以不是一条具有实际意义的线，但这两处所指的桥面中线必须是一条线。

只有这样，程序才能准确的对结构进行活载加载。

当中央分隔带的宽度为0时，程序将左右车道合并，当作可连续的车道看待。

其宽度、车道数均进行累加。

所以对单幅车道面的桥梁，可以把桥面中线定在车道中的任意位置。

程序将根据用户输入的行车道状况，按规范规定的车辆布载方式，在不大于用户输入的车道数的情况下，对结构进行加载。

若需要考虑车道折减，则由用户在“活荷载输入”窗口中选择。

桥面信息中，中活位置、轻轨位置，是指铁路中－活载或者轻轨的轨道中心到桥面中线的距离。

左侧为负、右侧为正。

桥面可以有多条轨道。

图 6-35 桥面行车线及桥面单元示意
图 6-36 桥面单元描述窗口
122 第一部分 基本操作
z桥面单元：输入组成桥面的单元组，系统由用户输入的纵梁信息，确定行车方向。

系统将打开一个如图6-35桥面单元对话框。

用户根据示意图，由行车线起点到终点方向依次、连续的输入一条纵梁的单元号，和这条纵梁的起、终点偏心距。

偏心距是指起终点到桥面中线的垂直距离纵梁在桥面中线的外侧时，偏心矩为正，内侧时为负。

内外侧是指从起点到终点方向左侧为外侧、右侧为内侧。

图6-35示例中的桥面单元描述信息即为图6-34所示。

z计算扭转：是否计入活载的偏心扭矩。

此功能只用于单梁影响线加载，影响线由竖向力影响线与扭矩影响线合成。

如果选择此项则应输入其偏心距离。

当“桥面单元”中只有一条纵梁信息时，系统将只考虑活载的纵向信息，而忽略用户输入的桥面横向布置信息，转而采用用户输入的横向分布调整系数来计算活载的影响，因而无法计算纵梁的扭矩。

用户可以在此设置扭转偏心距，使之产生扭矩。

当选择此选项时，“桥面单元”中只能填入一条纵梁信息，这条纵梁到桥面中线的距离为0，不为0时系统忽略。

此时活载的扭转影响将根据活荷载输入对话框中设定的各种活载偏心距来计算。

z左、右扭偏心：选择“计算扭转”后，此项被激活。

行车线从起点到终点方向的左侧为左扭偏心，右侧为右扭偏心，各输入六种活载的偏心距离（单位为米），
以正值填写。

数字之间用空格隔开。

依次为汽车、挂车、人群、满人、特载、特
殊车列。

需要特别指出的是：并不是扭转偏心越大，扭矩越大。

单条纵梁的最大扭矩，可能在一列车最大偏心时发生，也可能在两列车同时偏向一侧时取得。

而这两种情况，程序不能在一次计算中完成。

如果存在这种可能，用户应该分两次计算：一次为单列车最大偏心时（横向系数为1，偏心距为a）；一次为两列车最大偏心时（横向系数为2，偏心距为b）。

根据规范的车辆横向布置规则，这两种偏心形式，a=b+3.1/2。

当然，纵梁的竖向弯矩始终是车列多时更大。

z横向分布调整系数：输入各种活载的横向分布调整系数多梁加载时，在自动进行影响面加载的同时，依然考虑汽车调整系数，用户亦可以使用此系数考虑中铁规
范的动力作用（即1＋u);
z折线横向系数：是否为折线横向分布系数。

对于延纵梁方向横向分布系数不同的结构，可以按系数设定按钮，打开折线横向分布系数对话框，输入相应的各x坐
标处的横向分布系数。

各种活载的最终效应解释如下：
（单梁加载时，考虑横向系数；多梁加载时，自动进行影响面加载）
汽车效应=一列汽车平面布载效应x汽车横向分布系数。

第6章 斜弯桥设计计算输入 123
汽车冲击力=汽车效应x冲击系数。

挂车效应=挂车平面布载效应x挂车横向分布系数。

人群效应=单位宽度人群平面布载x人群横向分布系数。

满人效应=单位宽度满人平面布载x满人横向分布系数。

特载效应=特殊荷载平面布载效应x特载横向分布系数。

特殊车列效应=特殊车列平面布载效应x特殊车列横向分布系数。

6.8 输入数据检查
数据输入完成后，可以通过选择数据菜单中的输出原始数据来输出已经输入的数据，输出结果放在您所选择的文件中，此输出结果为文本文件，可以在此检查输入数据是否正确。

或者在图形输出窗口单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择想检查的选项，系统将会把输入数据以图形的方式直观地显示出来。

例如，选择了输出阶段钢束图形，系统便将这一阶段结构内的钢束图显示出来，以便于我们检查输入数据是否有误，如图6-36所示：
图 6-37 输入数据图形显示图 6-38 输入数据诊断报告
在数据输入完毕后，还可以利用系统提供的数据诊断功能，它可以帮助您检查出几百种数据逻辑错误，从而为数据检查提供了极大的方便。

选择项目栏的数据诊断选项，便会出现如图6-37所示的窗口，随时报告数据诊断结果。

如果经检查数据没有错误，则可以选择项目菜单执行项目计算命令进行项目计算，计算结束后查看计算结果，数据输出将在下一章专门介绍。

第8章 设计计算工具的使用说明 143
z alfa1：计算“混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值”“Vcs ”时的参数1α。

参见《公桥规》2004第5.2.7条。

输入各x 坐标处的数值，其间通过直线内插取值。

z
腹板宽度：用户在此修改或输入腹板宽度信息。

输入各x 坐标处的宽度值，其间通过直线内插取值。

z
截面高度：用户在此修改或输入截面高度信息。

输入各x 坐标处的高度值，其间通过直线内插取值。

z 普通钢筋：用户在此输入普通箍筋信息。

输入方式为：每一个区间（自起点x 坐标开始，至终点）主筋的根数、直径以及到截面下缘的高度（输入负值表示距离
截面上缘的高度）。

各区间可以相互重叠。

z
预应力筋：用户在此修改或输入预应力筋信息。

包括每根钢束的束数、截面面积，以及详细的竖弯信息。

8.1.3 查看结果
原始数据输入完毕后，用户就可以在图 8-2中通过点击“更新显示”来查看计算结果了。

在查看结果之前，先要点击“报告设置”来设置输出报告的格式。

报告设置界面如图 8-4所示。

图 8-4
第13章 自定义报告输出 195
z iF：用户自定义循环变量，能够代替所有其他的循环变量来使用，括号中变量范围1-1000，并且不能指定变量为“all”。

3.表循环格式：表循环范围为start 与 end 之间的内容，循环变量放在一对“@”之
间，如：@iS(1-10)@ 表示从第1个施工阶段到第10个施工阶段。

4.行循环格式：行循环范围为当前行所有内容，循环变量放在一对“#”之间，如：
#iE(1-10)#表示从第一个单元到第十个单元。

5.值取代设置：在表循环“start”前可自设置取代定义，如dyh＝1-3，“dyh”为循环
中的原有数据，“1-3”为替换数据。

如图 13-4中所示，dyh取代了单元号1-3，其中替换数据满足2.4.5节的约定。

6.取值方法：通过“[]”，按特定的输出函数格式读取桥梁博士的输出数据，可以使用
的输出函数及其格式参见13.4节。

如：[PE(3).W] 取值为3号单元的重量。

7.取字串格式：在施工荷载名称、使用荷载名称、单元类型、受力类型、判断类别（是
/否）中允许取字串。

放在“<>”之间，如：<[STR(施工荷载，2)]>，取值结果为字串“永久荷载”。

8.取函数值格式，可以对桥梁博士的输出数据进行进一步的处理，支持如下三种函数：
z求和：ZSUM<[]>，如：ZSUM<[PE（k）.W],k=2-5>，表示单元2到单元5的重量和。

z求最大值：ZMAX<[] >，如：ZMAX<[PE（k）.W],k=2-5>，表示单元2到单元5的最大重量。

z求最小值：ZMIN<[] >，如：ZMIN<[PE（k）.W],k=2-5>，表示单元2到单元5的最小重量。

9.取表达式数值：通过“{}”，{}中的内容为表达式，如：{[PE(3).W]+1.0}ZDEC<2>
表示3号单元的重量加上1.0（保留两位小数）。

10.取图方式：调用函数“$TU( )$”。

函数TU( )的使用参见13.4节。

11.特殊符号含义：在模板中有一些特殊符号，其含义如下：
z[]中的内容为取值
z{}ZDEC<i>中的内容为运算表达式, ZDEC<i>为保留小数点后精度，i为整数。