土木工程交通土建工程方向?qū)I(yè)畢業(yè)論文21178

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目：寧武高速公路寧德段a3合同段蘭坪尾分離式立交上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算專 業(yè)： 土木工程（交通土建工程方向）摘 要箱形截面梁是目前橋梁中廣泛采用的一種截面形式，具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)受力性能，但其受力分析則較為復(fù)雜。本文首先簡述了現(xiàn)階段箱梁橋發(fā)展；然后簡述了空間梁格法的基本理論，采用空間梁格法對箱梁橋進(jìn)行有限元分析；又著重探討了影響梁格法分析精度的因素：學(xué)習(xí)和使用橋梁博士對一座實(shí)際的混凝土連續(xù)箱梁橋進(jìn)行了結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析研究及安全驗(yàn)算。對于復(fù)雜的變截面連續(xù)箱梁的應(yīng)力分析，需通過橋梁博士對結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間分析。文中以寧德寧武高速公路工程a3合同段蘭坪尾連續(xù)箱梁橋?yàn)檠芯繉ο?，采用橋梁博士對橋梁進(jìn)

2、行分析以及安全驗(yàn)算，重點(diǎn)研究了采用空間梁格法分析箱梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力，對連續(xù)箱梁橋截面尺寸、預(yù)應(yīng)力鋼束應(yīng)力損失、配筋、強(qiáng)度、裂縫以及承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行安全驗(yàn)算；本文提出的空間梁格劃分的計(jì)算方法對連續(xù)箱梁橋的驗(yàn)算滿足要求，為類似的箱梁橋空間分析提供了參考，具有工程實(shí)際意義，也為進(jìn)一步完善箱梁橋結(jié)構(gòu)分析程序奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵字：連續(xù)箱梁；空間梁格法；橋梁博士abstractthe box girder is a kind of sectional form adopted extensively in the bridge at present, there is fine structu

3、re that receives strength performance，but its loaded analyzing comparatively complicatedthis paper outlines the development stage box girder bridge; then outlined the space bridge grillage method than the basic theory, the use of space grillage method for finite element analysis of box girder bridge

4、; has focused on the analysis of the accuracy of sorghum cell factors: study and use a real bridge dr. concrete continuous box girder bridge analysis of the internal force carried out and safety checking.for complex continuous box girder with variable cross-section stress analysis of the structure t

5、o be carried out by dr. bridges spatial analysis. ningde ningwu paper to a3 highway project contract section of the end of continuous box girder bridges lanping as the research object, the use of analysis of the bridge, dr bridge and security checking, focus on the use of spatial analysis grid box b

6、eam structure of the internal forces, the continuous case bridge section size, stress loss of priestesses steel beam, reinforcement, strength, fracture, and normal use of carrying capacity limit state safety limit state checking; the proposed division of space grillage method of checking to meet the

7、 continuous box girder bridge requirements for spatial analysis similar to the box girder bridge provides a reference, practical significance in engineering, but also further improve the box girder bridge analysis program basis.keywords: continuous box girder；space grillage analysis method；dr.bridge

8、3.0目 錄1 緒論11.1 箱梁橋概況11.1 .1 箱形截面梁11.2 空間梁格法21.2.1 空間梁格法理論31.2.2 建立梁格力學(xué)模型31.3 影響箱梁梁格法分析精度的因素探討41.3.1 縱梁劃分模式的影響51.3.2 虛擬橫梁間距的影響61.3.3 對寬翼緣箱梁翼緣有效寬度的影響61.3.4 虛擬縱梁的影響71.3.5 剪切變形的影響71.4 本文的研究內(nèi)容和方法72 斜彎橋在橋梁博士中設(shè)計(jì)計(jì)算82.1 結(jié)構(gòu)的離散82.2 建立項(xiàng)目文件82.3 總體信息輸入92.4 單元信息輸入102.5 鋼束信息輸入112.6 施工信息輸入132.7 使用信息輸入152.8 輸入數(shù)據(jù)檢查203

9、 a3蘭坪尾連續(xù)箱梁橋安全驗(yàn)算213.1 a3蘭坪尾連續(xù)箱梁橋概況213.2 連續(xù)箱梁橋橋梁博士建模233.2.1 autocad繪圖243.2.2 創(chuàng)建項(xiàng)目組253.2.3 單元總體信息輸入253.2.4 單元信息輸入263.2.5 鋼束信息輸入313.2.6 施工信息輸入383.2.7 使用信息輸入423.2.8 項(xiàng)目執(zhí)行443.3 連續(xù)箱梁橋計(jì)算輸出453.3.1 輸出文本數(shù)據(jù)結(jié)果533.3.2 輸出圖形數(shù)據(jù)結(jié)果58結(jié)論59參考文獻(xiàn)601 緒論1.1 箱梁橋概況箱形截面梁由于其簡潔的結(jié)構(gòu)外形和良好的抗彎、抗扭性能，成為梁橋設(shè)計(jì)時(shí)常用的截面形式，特別是在中等跨徑和大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土彎橋設(shè)計(jì)

10、中，其截面基本上都是采用箱形結(jié)構(gòu)。70年代我國公路上開始修建連續(xù)箱梁橋，到目前為止已建成了多座連續(xù)箱梁橋，如一聯(lián)長度1340m的錢塘江第二大橋(公路橋)、全長2070m的廈門大橋等1 如圖1-1,1-2所示。箱形截面能適應(yīng)各種使用條件，由于箱梁受力的復(fù)雜性，其研究方法亦多種多樣，但概括起來，可分為兩大類，即解析法和數(shù)值法。 圖1-1 錢塘江第二大橋 圖1-2 廈門大橋1.1.1 箱形截面梁箱形截面梁是一種閉1：3薄壁結(jié)構(gòu)，其長度遠(yuǎn)大于橫截面尺寸，并且壁厚度又遠(yuǎn)小于截面寬度或高度。因薄壁箱梁具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)及受力性能，與懸臂拼裝和懸臂澆注的現(xiàn)代化施工相適應(yīng)，所以在橋梁工程中得到了廣泛的應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)

11、主要表現(xiàn)在：(1)箱梁截面抗扭剛度較大，在施工和使用過程中均有良好的穩(wěn)定性；(2)頂板和底板都具有較大的混凝土面積，有效的抵抗正負(fù)彎矩，因而特別適應(yīng)具有正負(fù)彎矩的連續(xù)結(jié)構(gòu)；(3)箱梁結(jié)構(gòu)中部得到很大的挖空，因而自重小：(4)承重結(jié)構(gòu)和傳力結(jié)構(gòu)相結(jié)合，使各部件共同受力，截面使用效率高，適合預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)空間布置鋼束。如圖1-3所示，箱梁在偏心荷載作用下的變形與位移，可分成四種基本狀態(tài)：縱向彎曲、橫向彎曲、剛體扭轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)變形(即畸變)。(a)箱梁在偏心荷載作用下變形與位移；(b)縱向撓曲；(c)橫向撓曲(d)剛體扭轉(zhuǎn)；（e)扭轉(zhuǎn)變形（畸變）圖1-3 箱梁的四種基本狀態(tài)隨著箱形截面橋梁跨度的日益增

12、大，以及對薄壁結(jié)構(gòu)研究的深入，箱梁截面扭轉(zhuǎn)、畸變的影響越來越受到工程人員的重視。不管是工程實(shí)踐，還是理論研究都表明，箱形截面橋梁在偏心荷載作用下橫截面受力的復(fù)雜性是不容忽視的。在一些箱梁橋中經(jīng)?？吹侥承M截面因較大的扭轉(zhuǎn)畸變作用而產(chǎn)生明顯變形，嚴(yán)重的影響了橋梁的正常使用性能。1.2 空間梁格法梁格法是由萊特福(liythgoot)和紹柯(sawko)于六十年代首先提出，其實(shí)質(zhì)是一種有限元法。梁格分析法的主要思路，是用一個(gè)等效梁格來代替其上部結(jié)構(gòu)，如圖l-4。實(shí)際箱梁橋與比擬梁格之間的等效關(guān)系，主要表現(xiàn)在梁格各構(gòu)件的剛度上。因此，等效梁格的物理意義就是假定把分散在箱梁橋上部結(jié)構(gòu)每一部分的彎曲與扭

13、轉(zhuǎn)剛度集中到最臨近的梁格內(nèi)，即實(shí)際結(jié)構(gòu)的縱向剛度集中到梁格縱向構(gòu)件內(nèi)，橫向剛度則集中到梁格的橫向構(gòu)件內(nèi)。理想的梁格剛度應(yīng)該是當(dāng)箱梁橋上部結(jié)構(gòu)與等效梁格承受相同荷載時(shí)，它們的撓曲相等，而且在每一梁格內(nèi)的彎矩、扭矩、剪力均等于它所代表的那一部分上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。但是由于等效梁格與實(shí)際結(jié)構(gòu)有著不同的受力特性，上述“等效”的理想狀況是難以達(dá)到的，故這個(gè)模擬只能是近似的。（a）實(shí)體結(jié)構(gòu) (b)等效梁格圖1-4 梁格分析法對于多梁式結(jié)構(gòu)，每一縱向梁格的剛度實(shí)際上就是一根縱向單梁的剛度，橫向梁格的剛度就是橫隔板的剮度，這在概念上比較容易理解。但對于箱梁結(jié)構(gòu)而言，梁格法中用縱梁與橫梁組成的等效體系在理論上不能嚴(yán)

14、格的模擬箱形梁上部結(jié)構(gòu)的性能。例如在實(shí)際箱梁結(jié)構(gòu)中，內(nèi)力與位移都是連續(xù)的，而用梁格法得到的結(jié)果并不能保證這一點(diǎn)。但是，梁格法廣泛應(yīng)用于不同的結(jié)構(gòu)，而且有相對節(jié)省計(jì)算和時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，精度也能夠滿足設(shè)計(jì)要求，所以這種方法在分析箱梁結(jié)構(gòu)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。1.2.1 空間梁格法理論箱型斷面可以看成是幾個(gè)頂?shù)装逑噙B的工字型斷面的組合，當(dāng)橋面很寬或不規(guī)則時(shí)，或因?yàn)檐嚨赖姆植娴葘?dǎo)致不規(guī)則加載時(shí)，會(huì)使各個(gè)工字梁的內(nèi)力產(chǎn)生差異，此時(shí)為了得到各梁較為準(zhǔn)確的內(nèi)力，可以用很多縱向單元來模擬工字梁，同時(shí)加入一些橫向單元來模擬各工字梁之間的橫向連接，有時(shí)為了加載的方便還會(huì)引入一些虛擬單元，從而形成一個(gè)平面網(wǎng)格如此用一

15、系列相互交叉的單元組成的平面網(wǎng)格。結(jié)構(gòu)來進(jìn)行箱梁的受力分析，即梁格法。梁格法的最基本原則是：在相同荷載作用下，梁格模型和它所模擬的箱梁具有相同的變形，并且每個(gè)梁格單元的內(nèi)力就是它所代表的那部分梁體應(yīng)力的積分。因而在運(yùn)用梁格法時(shí)，關(guān)鍵問題是如何劃分梁格單元，各單元截面特性的計(jì)算、加載，以及對分析結(jié)果的正確運(yùn)用。單元的劃分應(yīng)考慮力在原箱梁內(nèi)的傳遞方向，以及原箱梁的變形特征，同時(shí)要考慮加載的方便，還應(yīng)明確結(jié)構(gòu)分析的目的。為了得到每條腹板各個(gè)截面的設(shè)計(jì)彎矩和設(shè)計(jì)剪力，在每條腹板處設(shè)置縱向單元，為了加載的方便，在懸臂端部設(shè)置虛擬的縱向單元。箱梁在縱向彎曲時(shí)應(yīng)符合平截面假定，而箱梁的縱向彎曲由各縱向單元的

16、彎曲來模擬，因而各縱向單元頂?shù)装宓目v向劃分位置應(yīng)使得各單元截面的中性軸在同一水平面，并和原箱梁整體截面的中性軸在同一位置。橫向單元和縱向單元垂直，一般在跨中，1/4 跨，1/8 跨，支座處，橫隔梁處設(shè)置橫向單元。橫向單元的間距直接決定了荷載在縱向單元之間的傳遞，間距過大會(huì)使相鄰縱向單元間的力產(chǎn)生很大的跳躍；間距太密又會(huì)大大增加工作量，也毫無必要，一般可遵循以下原則：最大間距不能超過相鄰兩個(gè)反彎點(diǎn)間距的1/4，在支點(diǎn)的附近應(yīng)適當(dāng)加密。1.2.2 建立梁格力學(xué)模型（1）梁格模型節(jié)點(diǎn)的平面坐標(biāo)各截面處各“工”型的形心的平面坐標(biāo)，或者說是水平形心主軸與各腹板中線交點(diǎn)的平面坐標(biāo)，就是梁格縱向主梁節(jié)點(diǎn)的平

17、面坐標(biāo)。這樣一來，實(shí)際上等寬度的橋梁，由于它的腹板在中墩附近向箱內(nèi)加厚，對應(yīng)的梁格模型，就不會(huì)是等寬度的了，在中墩附近變窄。（2）梁格模型的形心在梁格模型里，縱向主梁單元是沿著它的形心走的。變高度梁的形心也是變高度的。即使是等高度梁，由于底板加厚、考慮翼板有效寬度，形心高度也有變化，這兩種情況下的形心位置，都是跨間高、墩臺附近低，像拱一樣。所以梁格模型不應(yīng)當(dāng)是平面的。對于剛構(gòu)體系的梁橋，如果能建立變高度的梁格模型，“拱”的效應(yīng)就可以計(jì)算出來。對于連續(xù)梁，采用平面梁格應(yīng)當(dāng)足夠了。（3）梁格力學(xué)模型支點(diǎn)截面位置既然在梁格模型的縱向主梁單元是沿著它的形心走的，那么在支點(diǎn)截面，形心是在支點(diǎn)上方一定高度

18、，梁格模型不應(yīng)當(dāng)直接擺放在支點(diǎn)，而應(yīng)當(dāng)通過豎向剛臂與支點(diǎn)聯(lián)系，像個(gè)有腿的長條板凳一樣。板凳腿的高度還值得討論。按照經(jīng)典的彈性薄壁桿理論，彎曲變形是繞著形心發(fā)生的，扭轉(zhuǎn)變形是繞著剪力中心發(fā)生的。所以，在計(jì)算彎曲效應(yīng)時(shí)，板凳腿取形心高度，在計(jì)算扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)，板凳腿取剪力中心高度。但彎曲和扭轉(zhuǎn)是同時(shí)發(fā)生的，板凳腿有兩種高度，會(huì)不會(huì)把變形“卡死”？不會(huì)，因?yàn)樵谶@里我們只是做了個(gè)數(shù)字游戲，并沒有在同一位置上安裝一長一短兩個(gè)剛臂。（4）計(jì)算車輛荷載效應(yīng)及內(nèi)力組合這項(xiàng)計(jì)算取決于所用的軟件能否計(jì)算梁格模型的內(nèi)力影響面，和對影響面動(dòng)態(tài)布載。如果沒有這功能麻煩就大了，只能對確定的荷載爬移事故，它們在設(shè)計(jì)時(shí)用的軟件，

19、不可謂不高級，但共同特點(diǎn)是都不能輸出扭矩包絡(luò)圖，它們的中墩偏心設(shè)置，全是盲目的。進(jìn)行復(fù)核性計(jì)算了。順便說明，與影響面方法對應(yīng)的，還有一種叫做內(nèi)力橫向分配理論的方法，從理論上說，兩種方法的結(jié)果，都覆蓋了曲線梁橋所有部位的最大最小內(nèi)力，數(shù)值雖然有差別，都是安全的。影響面方法更精確一些，但缺點(diǎn)是它不能計(jì)算全橋扭矩包絡(luò)圖，而內(nèi)力橫向分配方法可以。扭矩包絡(luò)圖對曲線梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算非常重要。許多曲線梁橋發(fā)生支座脫空、側(cè)翻、爬移事故，它們在設(shè)計(jì)時(shí)用的軟件，不可謂不高級，但共同特點(diǎn)是都不能輸出扭矩包絡(luò)圖，它們的中墩偏心設(shè)置，全是盲目的1.3 影響箱梁梁格法分析精度的因素探討梁格單元?jiǎng)澐值氖杳艹潭?直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)原

20、型與比擬梁格之間的等效程度和計(jì)算精度。從理論上講,網(wǎng)格劃分的越細(xì),也就越能代表真實(shí)結(jié)構(gòu)。但網(wǎng)絡(luò)劃分的越細(xì),在實(shí)際工程中具體應(yīng)用時(shí)也就越麻煩,耗費(fèi)機(jī)時(shí)就越多,實(shí)際應(yīng)用也就越不方便。所以有必要找一種既能反映結(jié)構(gòu)的受力特性,又運(yùn)用方便的網(wǎng)絡(luò)劃分方法。因此,找出影響其分析精度的因素是有必要的。1.3.1 縱梁劃分模式的影響在梁格分析法中,縱梁的劃分是關(guān)鍵?？v梁劃分方法的不同,對計(jì)算結(jié)果的可信度及精度有較大影響。對于t形梁橋,其梁格模型中縱向主梁的個(gè)數(shù),應(yīng)當(dāng)是腹板的個(gè)數(shù)；對于實(shí)心板梁,縱向主梁的個(gè)數(shù)可按計(jì)算者意愿決定；對于箱形梁橋,由于箱梁橋上部結(jié)構(gòu)的形狀和支座布置的多樣性,對縱向網(wǎng)格的劃分很難提出一個(gè)

21、通用的劃分方法。一般來說，用梁格法模擬箱梁結(jié)構(gòu)時(shí)，假定梁格網(wǎng)格在上部結(jié)構(gòu)彎曲的主軸平面內(nèi)，縱向構(gòu)件的位置均與縱向腹板相重合，這種布置可使腹板剪力直接由橫截面上同一點(diǎn)的梁格剪力來表示，如圖1-5所示； 圖1-5 箱梁結(jié)構(gòu)的模擬梁格箱梁從什么地方劃開，使其成為若干個(gè)縱向主梁，漢勃利提出了一個(gè)原則：應(yīng)當(dāng)使劃分以后的各工型的形心大致在同一高度上,也就是要滿足；梁格的縱向構(gòu)件應(yīng)與原結(jié)構(gòu)梁肋(或腹板) 的中心線相重合,通常沿弧向和徑向設(shè)置；縱向和橫向構(gòu)件的間距必須相近,使荷載的靜力分布較為靈敏。這樣劃分主要是考慮使得格梁和設(shè)計(jì)時(shí)的受力線或中心線重合,也就是要根據(jù)原結(jié)構(gòu)的受力來劃分網(wǎng)格。按照上述的劃分原則,

22、以一個(gè)單箱單室的箱梁上部結(jié)構(gòu)為例, 截面尺寸見圖1-6 ,把其從兩腹板間中央切開成“工字型”梁,圖1-6 給出了箱梁截面的梁格劃分圖式,所劃分的梁格網(wǎng)格是具有與腹板中心線相重合的兩根“結(jié)構(gòu)的”縱向構(gòu)件1 ,2 ,很顯然,這樣的劃分方式使得兩個(gè)縱向構(gòu)件的中性軸位于同一直線上,并且恰好與整體箱梁截面的中性軸重合,便可以在計(jì)算梁格剛度時(shí)簡化計(jì)算,每一“工字梁”的慣性矩是上部結(jié)構(gòu)總慣性矩的1/ 2 ,其梁格性質(zhì)見表1 。圖1-6 箱形截面梁格劃分示意圖表1 縱向梁格的梁格性質(zhì)構(gòu)件截面面積/抗彎慣矩/m4抗扭慣矩/m4剪切面積/m413.83181.51460.61350.85823.83181.514

23、60.61350.8581.3.2 虛擬橫梁間距的影響在梁格分析法中,縱梁與縱梁的分離必然需要通過在縱梁間的虛擬橫梁來使得各縱梁共同承擔(dān)外力荷載。若全橋順橋向劃分m個(gè)梁段,則共有m+1個(gè)橫截面,每個(gè)橫截面位置就是橫向梁單元的位置。支點(diǎn)應(yīng)當(dāng)位于某個(gè)橫截面下面,也就是在某個(gè)橫梁下面,每一道橫梁都被縱向主梁和支點(diǎn)分割成數(shù)目不等的單元。縱橋向梁格網(wǎng)格的劃分,每跨至少劃分成4 段6 段,其中在截面變化處、邊界條件變化處、橫隔梁處、關(guān)鍵截面(如跨中、四分點(diǎn)) 等一般需要?jiǎng)澐?通常每跨分成8 段或更多,即可保證有足夠的精度。研究證實(shí),對于跨徑20 m 的情況,縱橋向劃分6個(gè)8個(gè)單元即可滿足精度要求,若再細(xì)分

24、網(wǎng)格將會(huì)產(chǎn)生工作量增大而計(jì)算結(jié)果的精度改善卻不明顯的情形。連續(xù)彎箱梁橋的中間支座附近因內(nèi)力變化較劇烈,故一般應(yīng)加密網(wǎng)格。1.3.3 對寬翼緣箱梁翼緣有效寬度的影響箱梁截面梁為閉合截面梁,它與開口截面梁在彎曲正應(yīng)力的分析上沒有什么不同,彎曲正應(yīng)力的分布仍按照平面假設(shè),即截面上某一高度處的應(yīng)力大小和該處距中性軸的距離成正比。但需要指出的是,如同開口截面一樣,箱形梁頂板或底板中的正應(yīng)力,也是通過頂(底) 板和腹板處正應(yīng)力的受剪面而傳遞的,頂?shù)装宓恼龖?yīng)力沿板寬的分布是不均勻的,靠近腹板正應(yīng)力較大,離腹板較遠(yuǎn)處正應(yīng)力有所減小。這種由于剪力影響而使正應(yīng)力分布不均勻的現(xiàn)象稱為“剪力滯效應(yīng)”。這在具有較薄頂?shù)?/p>

25、板的寬箱梁中影響較為顯著,且越接近梁的支點(diǎn)時(shí)由于剪力越大而影響顯著。因此,當(dāng)箱梁翼緣較寬或懸臂板較大時(shí),應(yīng)考慮箱形梁翼緣正應(yīng)力有效分布寬度對梁格截面特性的影響。我國jtg d6222004 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(以下簡稱公橋規(guī)) 第4.2.3 條規(guī)定了箱形截面梁在腹板兩側(cè)上、下翼緣的有效寬度的計(jì)算方法,這里不再贅述?？紤]有效寬度主要是使用于預(yù)應(yīng)力箱形梁的剪滯效應(yīng)分析,即考慮上下板的有效寬度(受壓區(qū)) 后,對截面慣性矩進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整如,最后進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算。對內(nèi)力計(jì)算沒有影響。 圖1-7 箱形截面中虛梁設(shè)置圖1.3.4 虛擬縱梁的影響為了計(jì)算方便,對于箱形截面常在懸臂的邊緣增加兩

26、根縱梁,如圖1-7 所示。這樣在計(jì)算機(jī)仿真時(shí)便可以繪制出懸臂部分的影響面,在利用影響面計(jì)算活載效應(yīng)時(shí)便可以方便的多。同樣,對于腹板間距較大的箱梁,為了提高活荷載計(jì)算結(jié)果的精確度,一般需要在兩腹板所代表的縱梁之間增加一根或幾根縱梁,以使得影響面在兩腹板之間位置處的數(shù)值更加精確。這些縱梁稱之為虛擬梁,主要是考慮它截面剛度的取值與其他縱梁截面剛度取值的不同3-7,且計(jì)算過程中不計(jì)入虛擬構(gòu)件的自重作用。因此,虛擬縱梁構(gòu)件模式的不同劃分,也會(huì)影響梁格計(jì)算精度。1.3.5 剪切變形的影響梁格法中,對于高跨比較大的梁來說,剪應(yīng)力引起的剪切變形對構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)作用較大,從而對橫向剛度的取值就有著較大影響,但是對淺

27、梁,剪應(yīng)力引起的剪切變形比較小,可以忽略。 1.4 本文的研究內(nèi)容和方法本文綜述了梁格分析理論及梁單元有限元法分析原理，結(jié)合寧武高速公路連續(xù)箱梁橋靜載試驗(yàn)，借助橋梁博士分析軟件的強(qiáng)大功能，對結(jié)構(gòu)的活載作用效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，據(jù)此基礎(chǔ)重點(diǎn)研究了：(1)影響梁格法分析精度的因素；(2)學(xué)習(xí)和使用橋梁博士；(3)利用空間梁格有法，采用橋梁博士對連續(xù)箱梁配筋、強(qiáng)度、裂縫以及正常使用極限狀態(tài)和承載力極限狀態(tài)進(jìn)行安全驗(yàn)算2 斜彎橋在橋梁博士中設(shè)計(jì)計(jì)算利用本系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算一般需要經(jīng)過：離散結(jié)構(gòu)劃分單元，施工分析，荷載分析，建立工程項(xiàng)目，輸入總體信息、單元信息、鋼束信息、施工階段信息、使用階段信息以及輸入優(yōu)

28、化階段信息（索結(jié)構(gòu)），進(jìn)行項(xiàng)目計(jì)算，輸出計(jì)算結(jié)果等幾個(gè)步驟。2.1 結(jié)構(gòu)的離散對于斜彎橋，結(jié)構(gòu)的離散的原理和方法與直線橋結(jié)構(gòu)離散的原理和方法基本一致?？v向每跨以至少八個(gè)單元為宜。橫梁一般以實(shí)際的大橫梁為主，無橫梁處宜采用上下底板替代，上下底板合成的斷面宜采用將板厚相加的矩形斷面，因?yàn)闄M向傳力時(shí)，上下板的撓曲變形相對獨(dú)立，難以形成共同受力的截面特征（即各自繞自己的中性軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但也有部分共同作用的特征，因此采用合成的矩形斷面妥協(xié)處理）。2.2 建立項(xiàng)目文件（1）用戶通過“文件”下拉式菜單，選擇“新建項(xiàng)目組”或“打開項(xiàng)目組”（如圖2-1所示）；圖2-1 下拉菜單對話框（2）通過“項(xiàng)目”下拉式菜單選擇

29、“創(chuàng)建項(xiàng)目”，或者在項(xiàng)目組管理窗口，通過右鍵來點(diǎn)擊“創(chuàng)建項(xiàng)目”所示的“創(chuàng)建項(xiàng)目”窗口。圖2-2 創(chuàng)建項(xiàng)目菜單對話框圖2-3 創(chuàng)建項(xiàng)目對話框（3）輸入項(xiàng)目名稱、通過點(diǎn)擊“瀏覽”來選擇存儲路徑，在下拉條中選擇項(xiàng)目類型。（4）創(chuàng)建項(xiàng)目后，程序出現(xiàn)了如圖2-4所示的界面。現(xiàn)在用戶就可以根據(jù)事先的準(zhǔn)備，輸入數(shù)據(jù)了。在一個(gè)項(xiàng)目組中，創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，或通過雙擊打開一個(gè)既有項(xiàng)目，程序均會(huì)出現(xiàn)如圖2-4所示的數(shù)據(jù)文檔窗口，在此窗口輸入或查看所有的計(jì)算原始數(shù)據(jù)。2.3 總體信息輸入在建立好項(xiàng)目之后，選擇數(shù)據(jù)欄下的輸入項(xiàng)目原始數(shù)據(jù)項(xiàng)，系統(tǒng)將打開如圖2-4所示的窗口，在此窗口中輸入項(xiàng)目總體信息。圖2-4 數(shù)據(jù)文檔窗口

30、-總體信息（1）計(jì)算類別只計(jì)算內(nèi)力位移：系統(tǒng)只給出結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移結(jié)果，不計(jì)算應(yīng)力。估算結(jié)構(gòu)鋼筋面積：系統(tǒng)將對結(jié)構(gòu)進(jìn)行截面配筋，不計(jì)算應(yīng)力。全橋結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算：系統(tǒng)將對結(jié)構(gòu)進(jìn)行截面驗(yàn)算，計(jì)算應(yīng)力。（2）計(jì)算內(nèi)容：是否計(jì)算預(yù)應(yīng)力、收縮、徐變、活載信息。是否進(jìn)行組合。計(jì)算類別是只計(jì)算內(nèi)力位移時(shí)，應(yīng)設(shè)定是否對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移進(jìn)行荷載組合。（3）橋梁環(huán)境濕度：橋梁所處環(huán)境的濕度，在混凝土的收縮變形與徐變計(jì)算中需要該信息，從列表框中選擇。對公橋規(guī)2004，一般填0.8。環(huán)境有強(qiáng)烈腐蝕性：在驗(yàn)算抗裂性時(shí)需要該信息；（4）附加信息：計(jì)算附加控制信息，與直線橋計(jì)算相似。其中加載步長意義如下：縱向加載步長(米)：

31、 如果輸入0值，系統(tǒng)在計(jì)算活荷載時(shí)，縱向加載步長取用0.1m；否則取用輸入的數(shù)值。一般取用正?？鐝降?/50精度即可得到保證。橫向加載步長(米)： 如果輸入0值，系統(tǒng)在計(jì)算活荷載時(shí)，橫向加載步長取用0.02m，否則取用輸入的數(shù)值。一般取用橋梁寬度的1/100精度即可得到保證。（5）結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算信息：系統(tǒng)將打開一個(gè)截面配筋一般信息對話框, 在這個(gè)對話框中設(shè)定配筋的控制信息。僅在結(jié)構(gòu)配筋時(shí)該項(xiàng)才有效。2.4 單元信息輸入單元信息是對結(jié)構(gòu)離散后各個(gè)單元的幾何物理特性的描述。在輸入完項(xiàng)目總體信息后，選擇數(shù)據(jù)菜單中的輸入單元信息命令，也可以在輸入?yún)^(qū)單擊鼠標(biāo)右鍵，然后在彈出的右菜單中選擇輸入單元信息命令，

32、便可出現(xiàn)輸入單元信息的對話框，如圖2-5所示。圖2-5 數(shù)據(jù)文檔窗口-單元信息2.5 鋼束信息輸入要輸入預(yù)應(yīng)力鋼束信息，可以選擇數(shù)據(jù)欄下的輸入預(yù)應(yīng)力信息這一項(xiàng)，或在數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中進(jìn)行選擇，彈出現(xiàn)如圖2-6所示的窗口。圖2-6 數(shù)據(jù)文檔窗口-鋼束輸入對于斜彎橋，其預(yù)應(yīng)力鋼筋信息的輸入方法與直線橋的預(yù)應(yīng)力信息輸入基本一致。不同之處是：（1）鋼束幾何描述之z：鋼束局部坐標(biāo)系原點(diǎn)在結(jié)構(gòu)總體坐標(biāo)系中的z坐標(biāo)（即立面上的豎坐標(biāo)）。（2）鋼束幾何描述之豎角：鋼束所在豎彎平面與總體坐標(biāo)中的豎平面的夾角。向左側(cè)（鋼束起點(diǎn)到終點(diǎn)方向）傾斜為正，向右側(cè)傾斜為負(fù)。角度范圍-90度到90度。這里

33、的“總體坐標(biāo)中的豎平面”是指通過單元的左右節(jié)點(diǎn)與水平面垂直的平面，當(dāng)鋼束的相關(guān)單元不在一條直線上時(shí)，這個(gè)“豎平面”是個(gè)曲面。這里的“豎角”輸入，主要是為了方便輸入某些斜腹板內(nèi)的鋼束。（3）鋼束幾何描述之傾角：鋼束豎彎信息采用的坐標(biāo)系的“z0”平面相對于總體坐標(biāo)系的水平面（z0）的傾角。如圖2-7所示鋼束與豎平面的夾角為+40度，平彎y坐標(biāo)在此為+0.2m。圖2-7 鋼束位置示意（4）相關(guān)單元號：這是空間梁格中鋼束輸入與直線橋的鋼束輸入?yún)^(qū)別最大之處。在直線橋結(jié)構(gòu)中，程序可自動(dòng)判斷鋼束的相關(guān)單元，只有會(huì)引起歧義的才填寫“相關(guān)單元號”或“排除單元號”；而在空間梁格中，所有的鋼束都必須通過相關(guān)單元號確

34、定其位置。與該鋼束相關(guān)的所有單元號，必須由起點(diǎn)到終點(diǎn)順序填寫。（5）豎彎幾何：豎彎幾何的輸入與直線橋時(shí)相同。只是，此時(shí)輸入的“x”坐標(biāo)值，是個(gè)比值，程序?qū)⒏鶕?jù)鋼束的相關(guān)單元，將鋼束縮放至與相關(guān)單元的總長度一致（但“z”值和“r”值不縮放）。這樣做，方便了曲線梁腹板束的輸入。2.6 施工信息輸入選擇數(shù)據(jù)菜單下輸入施工信息這一項(xiàng)，或在數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇輸入施工信息項(xiàng)，彈出如圖2-8所示的對話框：圖2-8 數(shù)據(jù)文檔窗口-施工階段信息從圖2-22可以看出，斜彎橋的施工信息輸入和直線橋基本一致。二者的主要不同之處在于，斜彎橋的計(jì)算模型是三維的，故其荷載分布也是三維的。（1）施工基

35、本信息構(gòu)件施工信息：輸入階段安裝與拆除的單元。預(yù)應(yīng)力鋼束的施工信息：鋼束的張拉與拆除及灌漿信息，如果鋼束為灌漿，則單元的截面特征中將不計(jì)入鋼束的影響（但扣除預(yù)應(yīng)力鋼束管道對截面的削弱），即鋼束不與截面共同作用；反之，如果灌漿，則截面特征中將計(jì)入鋼束換算截面的影響。在計(jì)算鋼束張拉力的等效作用力時(shí)，如果需要計(jì)入鋼束分批張拉預(yù)應(yīng)力損失時(shí)，則應(yīng)選擇考慮本階段分批張拉損失。如果結(jié)構(gòu)配有豎向預(yù)應(yīng)力，則應(yīng)輸入各有關(guān)單元豎向預(yù)加力的大小，以便系統(tǒng)進(jìn)行剪應(yīng)力、主拉應(yīng)力的計(jì)算；施工荷載：施工階段的荷載分為永久荷載、臨時(shí)荷載、施工活載以及溫度荷載。其中永久荷載為永久性作用于結(jié)構(gòu)上的荷載，如結(jié)構(gòu)橫梁重量、二期鋪裝等；

36、臨時(shí)荷載一般為施工機(jī)具等荷載，下一階段將自動(dòng)去除（反向作用于結(jié)構(gòu)上）。施工活載一般在需要驗(yàn)算某階段幾種加載情況下，結(jié)構(gòu)安全性是否滿足要求，一般只在特殊的階段需要驗(yàn)算。臨時(shí)荷載與施工活載的區(qū)別是，臨時(shí)荷載將計(jì)入本階段的累計(jì)效應(yīng)中（本階段結(jié)束時(shí)結(jié)構(gòu)效應(yīng)），而施工活載則不計(jì)入到本階段累計(jì)效應(yīng)中，僅在本施工階段驗(yàn)算中計(jì)入到階段組合效應(yīng)中。升溫與降溫是作為施工活載處理的，但平均溫度是作為永久荷載處理的，平均溫度的效應(yīng)是指前一階段的平均溫度與本階段平均溫度的差值作為本階段的溫度荷載來計(jì)算的。施工階段溫度荷載一般在設(shè)計(jì)階段不予考慮，因?yàn)樵O(shè)計(jì)階段對結(jié)構(gòu)的溫度場還不明確，一般在特殊場合才需計(jì)算。安裝構(gòu)件的重量系

37、統(tǒng)自動(dòng)計(jì)入，并作為永久荷載處理。系統(tǒng)荷載的形式參見圖2-92-12所示。圖中的局部坐標(biāo)系表示荷載的方向是按總體坐標(biāo)系或是按所作用單元的局部坐標(biāo)系來確定。節(jié)點(diǎn)荷載總是指整體坐標(biāo)系的。圖中符號p表示力，m表示力矩，其下標(biāo)決定方向。圖2-9 施工荷載對話框 圖2-10 集中荷載對話框圖2-11 均布荷載輸入對話框 圖2-12 強(qiáng)迫位移輸入對話框邊界條件：斜彎橋中邊界條件需要輸入六個(gè)方向的信息；同時(shí)，還要輸入斜向支承的信息。邊界條件信息對話框如圖2-13所示。圖2-13 邊界條件信息對話框（2）在空間梁格里，結(jié)構(gòu)的支承情況復(fù)雜，用戶容易因忽視而發(fā)生結(jié)構(gòu)水平可動(dòng)的情形。當(dāng)計(jì)算時(shí)程序提示結(jié)構(gòu)可動(dòng)或輸出內(nèi)力

38、結(jié)果異常時(shí)，需首先檢查結(jié)構(gòu)的水平向支承條件是否足夠。一般的多縱梁結(jié)構(gòu)，一個(gè)固定支座與一個(gè)單向支座（此單向約束與固定支座的位置需對應(yīng)）即可保證結(jié)構(gòu)水平不可動(dòng)，或者采用一個(gè)“z向角剛性約束”的固定支座，與其它活動(dòng)支座配合即可使結(jié)構(gòu)水平不可動(dòng)。在圖中所示的約束條件中，133節(jié)點(diǎn)采用了固定支座，且加了“z向角剛性約束”，其它節(jié)點(diǎn)均為活動(dòng)支座。若結(jié)構(gòu)只有一根縱梁，還可能發(fā)生結(jié)構(gòu)整體翻倒，即沿縱梁方向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，需添加沿縱梁方向的角約束，一般是“x向角剛性約束”。除了水平可動(dòng)之外，用戶還應(yīng)該避免“水平超靜定”。雖然，實(shí)際結(jié)構(gòu)中，會(huì)采用多個(gè)固定支座，但這些固定支座，不是理論的剛性約束，自身仍允許微小的位移，

39、或隨著墩、臺移動(dòng)。而在理論計(jì)算中，若采用多個(gè)剛性的水平約束，會(huì)使結(jié)構(gòu)不能產(chǎn)生絲毫位移，溫度、收縮等作用，均會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的內(nèi)力，預(yù)應(yīng)力作用，則被支座抵擋了。2.7 使用信息輸入在使用階段輸入結(jié)構(gòu)在施工結(jié)束后有效使用期內(nèi)可能承受的各種外荷載信息，使用階段的計(jì)算結(jié)構(gòu)模型采用最后一個(gè)施工階段的計(jì)算模型。對于一般的內(nèi)力計(jì)算，系統(tǒng)根據(jù)用戶提供的結(jié)構(gòu)信息計(jì)算各階段的各種結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移效應(yīng)，如果需要內(nèi)力組合則進(jìn)行荷載組合計(jì)算。對于結(jié)構(gòu)的配筋計(jì)算，系統(tǒng)在計(jì)算結(jié)構(gòu)效應(yīng)時(shí)忽略用戶輸入的各種預(yù)應(yīng)力鋼束信息，在使用階段根據(jù)組合的內(nèi)力按照相應(yīng)的配筋原則計(jì)算出截面在各種最不利荷載作用下的配筋面積；對于結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，則根據(jù)用戶的

40、要求進(jìn)行各種最不利組合的各種強(qiáng)度、應(yīng)力和抗裂性全面的驗(yàn)算。要輸入使用階段的信息，可以選擇數(shù)據(jù)菜單下的輸入使用階段信息命令，或在數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)單擊鼠標(biāo)右鍵，通過彈出的右菜單來切換到輸入使用階段信息窗口，如圖2-14所示：圖214 數(shù)據(jù)文檔窗口-使用階段信息圖215 溫度荷載描述對話框使用階段基本信息：(1)外力荷載描述：用于描述結(jié)構(gòu)在使用階段可能會(huì)遇到的外力荷載, 供程序進(jìn)行最不利荷載組合。諸如地震力、制動(dòng)力、風(fēng)力等外力荷載，如果需要計(jì)算，必須由用戶輸入。(2)其它靜荷載：收縮徐變時(shí)間：設(shè)定使用階段收縮徐變計(jì)算的時(shí)間，使用階段的收縮徐變效應(yīng)是指從施工階段的最終時(shí)刻經(jīng)過在此輸入的時(shí)間后得到的收縮徐變效

41、應(yīng)增量。如果不計(jì)算收縮徐變,系統(tǒng)將忽略該輸入值。系統(tǒng)在進(jìn)行荷載組合時(shí)，將使用階段的收縮徐變效應(yīng)作為可選荷載參與組合，即運(yùn)營初期和后期取最不利效應(yīng)進(jìn)行組合。根據(jù)公橋規(guī)2004的編制理念，使用階段的收縮徐變時(shí)間應(yīng)為“0”天，而將結(jié)構(gòu)的收縮徐變考慮到施工階段中，即添加一個(gè)較長施工周期，用以完成結(jié)構(gòu)的收縮徐變。最大升溫溫差：結(jié)構(gòu)在其使用期內(nèi)所經(jīng)受的最大升溫溫差，結(jié)構(gòu)各部分將按整體升溫計(jì)算結(jié)構(gòu)響應(yīng)。升溫、降溫的基數(shù)，為最后一個(gè)施工階段的平均溫度。最大降溫溫差: 結(jié)構(gòu)在其使用期內(nèi)所經(jīng)受的最大降溫溫差，結(jié)構(gòu)各部分將接整體降溫計(jì)算結(jié)構(gòu)響應(yīng)。非線性溫度1-3：結(jié)構(gòu)的梯度溫度場描述。系統(tǒng)將打開一個(gè)溫度荷載描述對話

42、框, 如圖2-15所示。非線性溫度場可輸入三組，如果計(jì)其負(fù)效應(yīng)（即將原荷載反號），則總共可有六組。內(nèi)力組合時(shí)，溫度的最不利效應(yīng)系統(tǒng)是按升、降溫最不利值+所有非線性溫度效應(yīng)的最不利值計(jì)算的，因而非線性溫度的輸入應(yīng)考慮到已經(jīng)輸入的升溫溫差和降溫溫差的數(shù)值。在填寫左（右）界線高度時(shí)，輸入負(fù)值，表示到另一側(cè)的距離。不均勻沉降：支承節(jié)點(diǎn)的不均勻沉降信息, 系統(tǒng)將打開一個(gè)如圖2-16所示的對話框。用戶輸入各可能沉降的約束節(jié)點(diǎn)位移，程序自動(dòng)對各行進(jìn)行組合?？赡艹两档墓?jié)點(diǎn)，可以是單個(gè)節(jié)點(diǎn)，也可以是多個(gè)節(jié)點(diǎn)。多個(gè)節(jié)點(diǎn)的同一沉降表示這些節(jié)點(diǎn)的沉降是同步進(jìn)行的。在圖示的例子中，2、33、79、110節(jié)點(diǎn)各單獨(dú)最大沉

43、降2cm，而2與33、79與110節(jié)點(diǎn)又可以同時(shí)沉降1cm。組合后的結(jié)果是，2節(jié)點(diǎn)相對于33節(jié)點(diǎn)的最大沉降是2cm，而相對79、110節(jié)點(diǎn)則可以達(dá)到3cm。圖2-16 不均勻沉降設(shè)置對話框計(jì)入負(fù)效應(yīng)荷載：需要計(jì)算負(fù)效應(yīng)值的荷載。溫度13指的是非線性溫度13，風(fēng)力、制動(dòng)力、地震力等都是指用戶在“外力荷載描述”中輸入的外力。但是，若相應(yīng)的荷載沒有輸入，即它們的“正效應(yīng)”為0，則它們的負(fù)效應(yīng)也為0。例如，如果用戶定義了風(fēng)力1，且計(jì)入其負(fù)效應(yīng)，則輸出時(shí)，風(fēng)力4就是風(fēng)力1的反號值。但如果用戶沒有定義風(fēng)力1-3的荷載值，則風(fēng)力1-6的效應(yīng)都為0。(3)汽車沖擊系數(shù)：由用戶自己設(shè)定恰當(dāng)?shù)臎_擊系數(shù)。(4)連續(xù)

44、梁負(fù)彎矩沖擊系數(shù)：由用戶自己設(shè)定恰當(dāng)?shù)呢?fù)彎矩沖擊系數(shù)。公橋規(guī)2004中，連續(xù)梁的正負(fù)彎矩區(qū)使用不同的沖擊系數(shù)。(5)活荷載：結(jié)構(gòu)在使用階段承受的活荷載描述。系統(tǒng)將打開一個(gè)活荷載輸入對話框如圖2-17所示。圖217 活荷載輸入對話框圖218 橋面布置信息輸入窗口橋面布置：輸入橋面的橫向車道布置。系統(tǒng)將打開一個(gè)如圖2-18所示的橋面布置對話框。在這個(gè)對話框中，用戶需填入橋面中線起點(diǎn)位置（橋面中線起點(diǎn)在總體坐標(biāo)系中的x、y坐標(biāo)，及橋面中線在該點(diǎn)處切線方向與總體坐標(biāo)系的x軸的夾角，角度范圍0-180度），以確定車輛加載時(shí)的基準(zhǔn)點(diǎn)。以圖2-18為例，橋面中線起點(diǎn)位置為（10，12.5），切線方向0度。用

45、戶還需輸入幾個(gè)控制點(diǎn)處的斷面形式，程序據(jù)此確定全橋的車道形式。需要用戶注意的是，在“橋面布置”中所指的橋面中線，與“橋面單元”中所指的橋面中線是一條線。這個(gè)橋面中線，可以不是實(shí)際結(jié)構(gòu)的中心線，可以不是路線的中心線，也可以不是一條具有實(shí)際意義的線，但這兩處所指的橋面中線必須是一條線。只有這樣，程序才能準(zhǔn)確的對結(jié)構(gòu)進(jìn)行活載加載。當(dāng)中央分隔帶的寬度為0時(shí)，程序?qū)⒆笥臆嚨篮喜?，?dāng)作一條車道看待。其寬度、車道數(shù)均進(jìn)行累加。所以對單幅車道面的橋梁，可以把橋面中線定在車道中的任意位置。程序?qū)⒏鶕?jù)用戶輸入的行車道狀況，按規(guī)范規(guī)定的車輛布載方式，在不大于用戶輸入的車道數(shù)的情況下，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加載。若需要考慮車道折

46、減，則由用戶在“活荷載輸入”窗口中選擇。橋面信息中，中活位置、輕軌位置，是指鐵路中活載或者輕軌的軌道中心到橋面中線的距離。左側(cè)為負(fù)、右側(cè)為正。橋面可以有多條軌道。圖219 橋面行車線及橋面單元示意橋面單元：輸入組成橋面的單元組，系統(tǒng)由用戶輸入的縱梁信息，確定行車方向。系統(tǒng)將打開一個(gè)如圖2-20橋面單元對話框。圖220 橋面單元描述窗口用戶根據(jù)示意圖，由行車線起點(diǎn)到終點(diǎn)方向依次、連續(xù)的輸入一條縱梁的單元號，和這條縱梁的起、終點(diǎn)偏心距。偏心距是指起終點(diǎn)到橋面中線的垂直距離縱梁在橋面中線的外側(cè)時(shí)，偏心矩為正，內(nèi)側(cè)時(shí)為負(fù)。內(nèi)外側(cè)是指從起點(diǎn)到終點(diǎn)方向左側(cè)為外側(cè)、右側(cè)為內(nèi)側(cè)。2.8 輸入數(shù)據(jù)檢查數(shù)據(jù)輸入完

47、成后，可以通過選擇數(shù)據(jù)菜單中的輸出原始數(shù)據(jù)來輸出已經(jīng)輸入的數(shù)據(jù)，輸出結(jié)果放在您所選擇的文件中，此輸出結(jié)果為文本文件，可以在此檢查輸入數(shù)據(jù)是否正確?；蛘咴趫D形輸出窗口單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇想檢查的選項(xiàng)，系統(tǒng)將會(huì)把輸入數(shù)據(jù)以圖形的方式直觀地顯示出來。例如，選擇了輸出階段鋼束圖形，系統(tǒng)便將這一階段結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼束圖顯示出來，以便于我們檢查輸入數(shù)據(jù)是否有誤，如圖2-21所示：圖2-21 數(shù)據(jù)診斷對話框在數(shù)據(jù)輸入完畢后，還可以利用系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)診斷功能，它可以幫助您檢查出幾百種數(shù)據(jù)邏輯錯(cuò)誤，從而為數(shù)據(jù)檢查提供了極大的方便。選擇項(xiàng)目欄的數(shù)據(jù)診斷選項(xiàng)，便會(huì)出現(xiàn)如圖2-21所示的窗口，隨時(shí)報(bào)告數(shù)據(jù)診斷結(jié)

48、果。如果經(jīng)檢查數(shù)據(jù)沒有錯(cuò)誤，則可以選擇項(xiàng)目菜單執(zhí)行項(xiàng)目計(jì)算命令進(jìn)行項(xiàng)目計(jì)算，計(jì)算結(jié)束后查看計(jì)算結(jié)果，數(shù)據(jù)輸出將在下一章專門介紹。3 a3蘭坪尾連續(xù)箱梁橋安全驗(yàn)算3.1 a3蘭坪尾連續(xù)箱梁橋概況 寧德寧武高速公路工程a3合同段蘭坪尾標(biāo)準(zhǔn)斷面布置為：05m防撞墻+7m(機(jī)動(dòng)車道)+05m防撞墻，a3段為一聯(lián)三跨混凝土直線連續(xù)箱梁，跨徑分布為25m+32m+25m，結(jié)構(gòu)形式為變截面連續(xù)箱梁，頂?shù)装搴透拱搴穸葟闹ё行闹量缰谐孰A梯變化，梁高在160200cm范圍內(nèi)變化，橋面鋪裝為c40防水混凝土10-15.3cm及12cm捆扎鋼筋網(wǎng)。主梁采用單室箱梁，混凝土標(biāo)號為c50，預(yù)應(yīng)力束分別采用17、12和7

49、根%c 15.2(7x5)高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力的鋼絞線,其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1860mpa,e =1.95x10mpa；腹板和頂板鋼束錨下張拉控制應(yīng)力均為1395mpa，底板為1339mpa，每束錨下控制張拉力分別為3296.4、2326.9kn、1302.8kn；錨下張拉控制應(yīng)力為計(jì)算值，實(shí)際張拉控制應(yīng)力考慮錨圈口損失，初始張拉及超張拉等因素的影響。該橋與試驗(yàn)直接聯(lián)系的主要設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)為公路一級荷載。該橋的a3段的整體構(gòu)造圖見圖3-1；（a）a3段箱梁橋立面圖（b）a/b箱梁截面（c）a3段箱梁橋平面圖（d）c-c剖面圖(e) 端支點(diǎn)截面(f) 中支點(diǎn)截面圖3-1 a3段箱梁構(gòu)造圖注：圖中尺寸單位均以

50、cm計(jì)。3.2 a3蘭坪尾橋梁博士建模我們現(xiàn)在擬定建立如圖3-2所示的模型：圖3-3 a3橋梁模型圖說明:橋面全長82m，共分為312個(gè)單元。3.2.1 autocad繪圖首先，在cad中繪圖，在繪圖過程中，必須先創(chuàng)建3個(gè)圖層，平面桿系的cad圖形模型導(dǎo)入時(shí)的過程如下：平面桿系cad圖形的設(shè)置規(guī)則：3個(gè)使用圖層：用戶指定的dxf文件包含3個(gè)使用圖層（其余層忽略）“dim”層：綠色層，放置用戶指定單元文字、節(jié)點(diǎn)文字及節(jié)點(diǎn)線，一個(gè)實(shí)體可以用節(jié)點(diǎn)線進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑弧皕”層，用于放置用戶指定箱梁橋的縱梁；“h”層，用于放置用戶指定箱梁橋的橫梁；如圖3-4所示；圖3-4 圖層對話框cad繪制時(shí)，必須以毫米

51、（mm）為單位，繪圖完成后，必須以dxf格式輸出，橋梁博士只能讀取autocad文件中的.dxf文件，如圖3-5示：圖3-5 輸出文本對話框3.2.2 創(chuàng)建項(xiàng)目組使用cad繪圖完成后，打開橋梁博士軟件，并進(jìn)行以下操作：選擇菜單欄的項(xiàng)目創(chuàng)建工程項(xiàng)目，建立新工程，如下圖3-6所示：圖3-6 創(chuàng)建項(xiàng)目對話框3.2.3 單元總體信息輸入在建立好項(xiàng)目之后，選擇數(shù)據(jù)欄下的輸入項(xiàng)目原始數(shù)據(jù)項(xiàng)，系統(tǒng)將打開如圖3-7 所示的窗口，在此窗口中輸入項(xiàng)目總體信息。圖3-7 數(shù)據(jù)文本窗口-總體信息輸入單元總體信息：計(jì)算類別選擇“全橋結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算”（系統(tǒng)將對結(jié)構(gòu)進(jìn)行截面驗(yàn)算，計(jì)算應(yīng)力）；橋梁環(huán)境：濕度，橋梁所處環(huán)境的濕度

52、，在混凝土的收縮變形與徐變計(jì)算中需要該信息，從列表框中選擇，對公橋規(guī)2004，一般填0.8；計(jì)算內(nèi)容為“計(jì)算預(yù)應(yīng)力”，“計(jì)算收縮”，“計(jì)算徐變”，“計(jì)算活載”；規(guī)范選擇“中交04規(guī)范”，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.1；在數(shù)據(jù)輸入窗口的左下方，是圖形輸出窗口，可以在這里鼠標(biāo)右鍵彈出右菜單將各種輸入信息很方便地用圖形的形式顯示出來。在窗口的右下方是一個(gè)文本信息輸出窗口，輸入的全部信息均在這里匯總，同時(shí)也可以在此很方便地檢查數(shù)據(jù)輸入是否正確。由此我們將單元總體信息輸入完畢。3.2.4 單元信息輸入單元信息是對結(jié)構(gòu)離散后各個(gè)單元的幾何物理特性的描述。在輸入完項(xiàng)目總體信息后，選擇數(shù)據(jù)菜單中的輸入單元信息命令，也

53、可以在輸入?yún)^(qū)單擊鼠標(biāo)右鍵，然后在彈出右菜單中選擇輸入單元信息命令，便可出現(xiàn)輸入單元信息的對框，如圖3-8 所示。圖3-8 數(shù)據(jù)文本窗口-單元信息對于單元信息的輸入，選擇從auto-cad導(dǎo)入模型，如圖3-9所示，使用右鍵菜單即可選擇“從autocad 導(dǎo)入模型”。程序?qū)⒋蜷_如圖3-10的對話框。 圖3-9 導(dǎo)入菜單 圖3-10 從cad導(dǎo)入模型模型導(dǎo)入后，需要編輯單元截面信息，首先輸入單元信息，混凝土單元加載齡期為28天，自重系數(shù)為1.04（虛梁的自重系數(shù)為0）,扭矩系數(shù)為系統(tǒng)默認(rèn)。單元性質(zhì)中選擇預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件（截面由混凝土、普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋組成。按全斷面計(jì)算其應(yīng)力，按開裂截面驗(yàn)算其極限

54、強(qiáng)度），箱梁構(gòu)件為現(xiàn)場澆注構(gòu)件：當(dāng)單元為混凝土構(gòu)件時(shí)，此項(xiàng)被激活，由用戶選擇單元的施工方式。在公橋規(guī)（2004）中，現(xiàn)澆構(gòu)件和預(yù)制、拼裝構(gòu)件的計(jì)算是有區(qū)別的。單元截面的編輯，這里也選用從cad導(dǎo)入截面，從cad導(dǎo)入截面的操作過程如下：(1)繪制截面圖形：準(zhǔn)備需要輸入的截面，在cad中進(jìn)行繪制好。如圖3-11所示，圖中有3個(gè)截面，分3個(gè)圖層：“0”圖層、“1”圖層、“2”圖層畫出，外框與內(nèi)框顏色設(shè)定都不相同，保存的文件名為“左截面.dxf(或右截面.dxf)”。繪制時(shí)有如下規(guī)定：圖形必須為line、arc、circle、pline、spline。圖形單位為毫米（mm），精度到毫米。一個(gè)圖層對應(yīng)一

55、個(gè)截面。同一個(gè)截面的每個(gè)環(huán)集的顏色必須不同，每一個(gè)環(huán)對應(yīng)唯一一種顏色。左截面 右截面圖3-11 導(dǎo)入截面圖形(2)導(dǎo)入截面命令：在輸入單元信息中數(shù)據(jù)輸入窗口單擊鼠標(biāo)右鍵選擇從autocad導(dǎo)入截面。彈出如圖3-12所示對話框，各選項(xiàng)含義如下：圖3-12 從auto-cad導(dǎo)入截面單元編號：導(dǎo)入的截面所在單元的編號截面類型：點(diǎn)中單元格，選擇導(dǎo)入的截面的屬性（左，右，左附1，左附2，左附3，右附1，右附2，右附3）.圖層名稱：導(dǎo)入的截面所在的圖層，如果輸入了不對的圖層或者不存在的圖形，系統(tǒng)將自動(dòng)返回。cad文件名稱：點(diǎn)擊瀏覽，選擇所要導(dǎo)入截面的cad文件。增加、插入、刪除行：通過行的增、插、刪除操

56、作，設(shè)定輸入表格的行數(shù)；表格中可以存在空行，但同一行中必須是3項(xiàng)都輸入，或者是3項(xiàng)都不輸入。折線近似段數(shù)：從cad圖形導(dǎo)入截面數(shù)據(jù)時(shí)，將圖形中曲線轉(zhuǎn)換成多線段，可自定義數(shù)量。(3)輸入截面導(dǎo)入定義信息：如按圖3-13所示進(jìn)行輸入。圖3-13截面導(dǎo)入定義對話框(4)選擇導(dǎo)入的cad文件，在圖3-12中單擊“瀏覽”按鈕，系統(tǒng)將彈出如圖3-14所示對話框，輸入有效的cad文件名，選擇確定即可，如選擇“左截面.dxf”。(5)輸入折線近似段數(shù)：在圖3-12中，輸入折線近似段數(shù)，確定一挑曲線轉(zhuǎn)換成多少線段，如輸入“4”。(6)點(diǎn)擊“確定”，導(dǎo)入截面。圖3-14 打開文件對話框截面修改，修改截面的幾何信息，快速編輯單元組的截面特征,系統(tǒng)將打開一個(gè)截面組修改對話框如圖3-15所示，使用此按鈕可快速修改一組單元的特定的截面特征。圖3-15 截面修改對話框由于單元比較多，如果對單元截面一個(gè)一個(gè)修改會(huì)比較麻煩，因此，這里可以先建立一個(gè)模板，然后對各個(gè)單元快速編輯，模板的建立點(diǎn)擊圖3-15中“模板截面”，然后彈