1、16m簡支空心板橋中板計算to本次16m簡支空心板橋計算的目的是讓同學熟悉橋梁博士 V3.03軟件的基本操作。 橋梁博士是橋梁專業設計的有限元軟件。有限元軟件的基本操作可以歸結為三大類：前 處理(PreProCCSS)、計算(SOlVe)和后處理(POStPrOCeSS)O在使用有限元軟件之前，我們必須有一些預備知識，例如節點和單元的概念等，這些都 在結構力學和有限元等課程中有詳細介紹。作為橋梁專業軟件，使用橋梁博士進行橋梁 設計就必須掌握橋梁的相關專業知識，這些都是橋梁工程的主要教學內容。下而介紹如何使用橋梁博士設計一座16m簡支空心板橋的中板。下圖為16m板橋 中板立而圖及橫截而圖匚打7前

2、處理輸入橋梁博士的前處理包括六大步驟：輸入總體信息、輸入單元信息、輸入鋼束信息、輸入 施工信息、輸入使用信息、輸入優化信息。（一）總體信息輸入1. 計算類型計算類別-G只計算內力位移估算結構配筋面積C全橋結構安全驗算廣優化計算拉索面積計算類別中有四個選項，其中的區別請自行查閱軟件的幫助文件，本次計算中直接選用 “全橋結構安全驗算”。2. 計算內容計算內容V計算預應力Pr計算收縮P計算徐變0計算活載粱-柱非線性廠幾何非線性計算內容中的6個選項，根據實際需要選取,對于一般的預應力橋梁前4項是最為常用, 后兩項為非線性計算內容。3. 橋梁環境-橋衆環境濕度；I野外一般條件二Pr相對濕度（o7s J匚

3、環境有強烈的腐惋性這個選項一般情況下不需要做太多修改，但是如果橋梁環境有特殊情況則需要修改。4. 設計規范規范3設計規范中有交通規范和鐵路規范。在這里選擇相應的規范，軟件就可以自動對規范中 一部分的條文和計算公式進行校核。5. 其他信息英他信息中還有很多相當重要的內容，只是在16m板橋中不需要使用，而在苴他的橋 梁設計中扮演重要角色。（二）單元信息輸入單元信息輸入中需要輸入：盯點坐標、單元連接方式、單元類型、截而和材料特征、自重荷載等。1. IT點坐標和單元連接方式這個方面其實就是將橋梁結構離散化的體現。節點號左節點號：Iii右節點號：2-頂緣坐標x ） 左端oo右端o截面鬲度中點處坐標如果是

4、一些特立的線形可以用快速編輯器批量輸入，本次計算為一直線梁，故可以使用 快速編輯器中的直線編輯器?？焖倬幑G器-控制斷面定義距離截面擬合類型截面擬合類型一辛/1；.二.1."'.1二書營脣書二'.'.'.'.'.'.'I <?直線內插廣向前拋物線廣向后拋物線控制點距起點距離15. 96 ro 截面特征Q) I 添加(A) I 修改© I 刪除I編輯內容編輯節點號V編輯節點坐標Pr編輯截面特征P編輯單元其它特征模板單元號：R-分段方向e水平豎直廣斜向分段長度.2*0. 25 0. 48 22*0. 5 0.

5、42 2*0. 25起點 X= Y= > 終點F jl5. 96 Y= 0 m 確定 取消 I幫助(E)2.單元類型-單元性質：C鋼筋?&構件e預應力腔構件r組臺構件U鋼構件C拉索r垢壬構件0全預應力構件17現場澆注構件V昱否橋面單元單元類型的輸入主要在單元性質中完成。3. 截而和材料特征截而和材料特征的輸入在截面描述中輸入，分別選擇“左截面”和“右截而”輸入。截 而的幾何特征通過“截而幾何描述”輸入，類型有如下圖所示的4種方法。對于特殊截面或 者任意截而可以通過在單元信息輸入截而中點右鍵調岀快捷菜單選中'從AUtOCAD導入截 而”輸入CAD文件中dxf文件完成，如要注

6、意的是dxf文件中需要用單線和不同的顏色表 示不同的區域，單位必須為亳米。在橋梁博士輸入是需要選左單元、截面和dxf文件中的圖 層信息。此外，我們還需要輸入材料類型、截面鋼筋，在這里需要注意的是選擇的材料必須 與總體信息輸入的規范信息相吻合。二J強霜Xri30夠唆£理眩甘易魚理；B!高岌中點處生標IT點號左節點號：34頂綠黑標單元tlft：r 拘件 Jw3¾拘件 r組刪件 廣 iFW 廣性索r垮工初件斗面描址I左秋面Q I右總BC儘i曲耐i© I!S 幷 nc!臺 I>!疔:圭Q 平行 對觸! 壬移K rt(ITtP林習類型：i中交新混凝土:C40混濺土 t

7、tJ有數英度歡面用筋(0 I弦面幾何描述 類型坐標截面左窈 )B. 7) 前 5. 96 廠簽ISi高圧Xg Y(n)(:囹形航x© I節線笹M)I坐標入c I存入文件趣I重新設定與大氣接慰的周邊長度二o-諛入文件(Q頂緣有寬度* 3M*ME杵 P是否橋面單元E更新呈示灼IT幀11g堂系妝ho M?期(夭區ff8Qt)坐標(Q)1o(> Iav.UmoCad導入(5顯 WAJIflCA Ct 岀霖面 岀協蛋 ajioCArv±wa自 6S½ S.S 低主成絆本好立件I療l3佰虜7 m-*sttsXLLffa 5入隹用佰見 Jjtt<sS4. 自重荷載的

8、調整自重荷載在默認輸入中為1即為25kNm實際計算中我們一般使用26kNm所以需 要對自重荷載進行相應調整。調整的方法為點擊“快速編輯器”中“單元”，填好需要修改 的單元號，選中“就該自重提高系數”輸入104,點擊“確認=5. 其他選項本文中沒有介紹其他選項，其中有很多技巧和需要注意的地方請自行參考幫助文件。（三）鋼束信息輸入輸入鋼束信息主要是輸入結構的預應力鋼筋，其中包括鋼束的材料信息、截而信息、施 工方法信息、幾何信息以及其他信息。當市鋼東織號：I往： c鋼東幾何描述-豎彎Q）I平彎回I幾貧文件>前一I 岳他I詡裒鋼氏 片交8幀應力標270K級鈿絞娛仃52升 二鉤東根影：鋼東東栽：|

9、1 栩羽惓固旳旁性審Tft計總變形（rm）: 廠歩考點0YW O域斜角度進,i58m為正o- 自動形戍鋼和L何<Y） I快逮瞬® I戲Dfl束味誼腔制應力（N“395fC卷入鋼張（D義程鐵皮勿型 a機發管te芯吃型srtfJfea;r用戶自走義成孔面積wm2PW?器付溝an；廠也除鋼義尬c,iSJE3?J rv= I .SPfSSi k=廠相關單元號：F存入文杵（E）t1元號；廠唸于文杵（VIU Fe L左端*垃右t± r偉外衷Qom I Ia史黔顯示【 文冇 DDoctofBde30MmS欄板設計示- OI松地時何（天）P1. 材料信思材料信息主要是輸入材料類型在鋼

10、朿鋼質里輸入，同時需要注意選擇的預應力鋼筋須與 總體信息中的規范向對應。2. 截而信息對于預應力鋼筋的截而信息從有限元的角度來看需要明確的是截而而積。從橋梁博士中 我們是通過鋼束編朿根數和鋼朿束數來確定的。3. 施工方法信息施工方法信息中需要輸入“鋼朿錨固時彈性回縮合計中變形”、“張拉控制應力”、“超張 拉系數”、“成孔方式”、“成孔而積”和“張拉方式”。這些參數的輸入必須同鋼筋的類型和 施工的方法相關。4. 幾何信息幾何信息是指鋼束在結構的布苣，包括豎彎、平彎和參考點及傾斜角。在鋼朿的幾何信 息輸入中，需要明確的是總體坐標系和鋼束坐標系的關系，即鋼朿坐標系的原點在總體坐標 系的坐標為參考點的

11、坐標，鋼朿坐標系與總體坐標系的夾角為傾斜角度。5. 其他信息英他信息除了有“其他信息”的輸入框還有界而中英他的輸入選項。通過這些可以指泄 預應力作用在哪些單元和不作用在哪些單元。還有鋼朿的參考線采用何種曲線。具體的運用 參見幫助文件。在本設訃中采用的鋼束信息在施工圖中有著詳細的描述：立-在橋梁博士中以N2鋼筋為例輸入如下:B束娶青幾何參數金入對話低X-諭入方式 卷查信息V導i相對坐標輸入幾何參數（單D序號節點糸節點丫節點R上下參考線強制直線1-7.800OeIOODDD025848019512.5000r35 430.19512.5000047 £030610OOT300587891

12、0注：1）上下步老線：1上參考線；CIi下參考線（可不爺）2）強制直線：1-J為言線：O不限制（可不爺）¾f I 極入行 I冊除行 11匚二魏產二二I取消 I 幫助 I（四）施工信息輸入施工信息的輸入是指在有限元中模擬結構形成的過程,通過單元的逐步安裝或者拆卸完 成結構的施工過程的模擬。特別是大跨度和復雜結構的橋梁，在施工過程中有著多次的體系 轉變，這意味著，結構在施工過程中受力大小和受力形式有著巨大的變化。此外，橋梁的施 工過程對橋梁成橋狀態的確定有著至關重要的影響。由于超靜立和混凝土的收縮、徐變等因 素，成橋狀態的內力分布和線形也取決與施工狀態。本橋施工簡單，采用預制成形、放置形

13、成強度后吊裝，然后施工橋而附屬設置。所以在 有限元模擬中可以采用一次施工完畢的模擬方法，分為3個施工階段：第一施工階段：預制、放置形成強度后吊裝。施工天數為28天。在這個施工階段中需 要安裝全部單元、張拉全部預應力鋼筋、施加約朿條件模擬吊裝后的狀態。約朿條件為簡支梁的約朿條件，考慮到支座的實際位置，針對相應的Yj點施加約束。邊界條杵節點號水平剛性豎冋剛性轉動剛性爪平系數豎冋系數轉動系數萼剪系數 水平豎冋轉動雙向雙向雙向釣東信息節點號阪廠Sssil 彈性系數F 豎直剛性約衷彈性系數o 廠轉動剛性約束彈性系數0彎剪系數|0KN-In/mKN/mKN/mKNwW幫助(H)第二施工階段：施工橋而附屬設

14、置。施工天數為10天。在這個施工階段中需要添加永 久荷載，例如橋而鋪裝、人行道板、欄桿等。本次計算的是中梁，所以僅有橋面鋪裝荷載, 其荷載集度為5.25kNn點擊“永久荷載”輸入如下圖所示：總個1>鞘肖別除®)作用桿號：1-54 勁載檢置Ql 侖欽位置辺 張平力(kWro):廠 婪問力Ikt():卜5252Hl<fl總卜線形荷乾Q誦定I 諭 I顧d強迫位侈(QSSrf件號 -¾M1xm<r比久命低Il年用桿號荷戟位置荷鞅置朮平力豎囪力疾中荷我(E)第三施工階段：收縮、徐變階段。施工天數為3650天。但是沒有任何施工動作。這個 施工階段也可以在使用信息中輸入

15、，但是根據該程序的開發人員介紹，推薦在施工階段完成 收縮.徐變的信息輸入工作。（五）使用信息輸入使用信息輸入是指在橋梁運營階段中，橋梁受的其他可變荷載，例如風荷載、車輛荷載、 人群荷載、溫度荷載等等。本橋中的中板所受的荷載有溫度荷載（包括體系溫度荷載和橋面板溫度梯度荷載）、車 輛荷載。體系溫度為升溫荷載和降溫荷載點擊“活荷載描述”，在輸入對話框中輸入公路-I級、不計掛車荷載、忽略人行荷載、 輸入橫向分布系數（這里偏安全的輸入0.5）并自左義沖擊系數（沖擊系數的確左根據新規 范中的條文說明計算確左）?；罟S毆入×-汽車荷載r汽-ICI頷r汽-15飯汽-20艱r汽超-20煩r不計汽車荷載r

16、加級廠如級G公路衛Q公路F級W車輛載人行荷載橫向分布調整系數主橋面掛車荷載-廠掛-8嫁掛-IOQC 掛-12Q不計掛車荷莪(kNvn)挨路荷裁廠中-活載廠輕軌活載輕軌定義QI I貿活較定岌卽確定<m幫助Op（六）優化信息輸入1）汽車荷載2掛車荷載3）人群荷載4）滿人荷載5）特殊荷裁6特魏車列D中-活載8）輕軌（ZK）0.5附加橋面附加抒面A廠折線系數主子百刃-其它信息廠橫向加載宙J報有0.區或二廠自動計入汽車車列折溺系數在本次訃算中沒有優化信息的輸入，如果需要參見幫助文件。計算求解計算選項一共有4個：分別為輸入數據診斷、執行項目計算.重新執行項目和停止項目 計算。依次執行輸入數據診斷、執行項目計算即可。三、后處理階段后處理階段的主要目的是分析計算結果、提取有用信息、驗算相關公式。橋梁博七后處 理有多種方式。主要有4中査看手段，如下圖所示：/ W4S LeDf-T doDIGglljl ¾ll 刮 I3Rj SQfi0 帯JE51薊鈞啕劃創創1J dlXJ里里J3Hga 紛滾那胺儺嗎MV-氏綁氏佗CJQl«51J鈾QTt塔工図&創 細取鎖期XBO*Mffat±*i CttffrfilAnIglL)CtfSflEJ ji½x%JaMh3本文主要釆用第二中手段，以岀圖方式查看結果。選擇計算文件中的Prj文件。j樓P匹! ”弊