新一代桥梁综合设计计算程序BrgCal+V30

桥、斜拉桥以及弹性地基上的闭合框架等的建模、结构分析、施工控制计算和后处理，并具有以

下技术特点：

（１）Ｗｉｎｄｏｗｓ风格图形化用户界面：

（２）数据库管理全部计算数据及成果；

（３）开放的截面模板库及参数化截面设计；

（４）丰富的建模助手帮助用产陕速建立和修改设计模型；

（５）满足新｜订公路桥梁规范及城市桥梁规范要求的结构计算；

（６）直接输出Ｅｘｃｅｌ表格或ＡｕｔｏＣＡＤ图形格式的分析成果。

图１系统总体结丰勾

１．３运行环境

ＲｒｇＣ，ａｖ３．０要求的运行环境如Ｆ：

（１）Ｗｉｎｄｏｗｓ９５／９８／２０００／ＸＰ或ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ４．０中文操作系统

（２）１６Ｍ内存（推荐３２Ｍ以上）；

（３）１０２４×７６８分辨率，大字体；

（４）ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ９７／２０００／ＸＰ电子表格软件（可选）；

（５）ＡｕｔｏＣＡＤ图形支撑环境（可选）。

２截面设计

桥梁横断面参数化设计程序为桥梁设计前处理程序提供了任意横断面模型的用户自定义功能。用户可以根据需要自主定义、扩充或修改横断面的参数化设计模型，以适应不同桥粱对

横断面模型的不同要求。

桥梁横断面参数化设计‘程序的最终成果是一个可直接用于自日处理程序的桥梁横断面模型ｓ荤，

建立桥梁横断面参数化设计模型库后，前处理程序可以与之进行关联，选择适当的横断而————］１２—

模型并对预先设置的参数进行赋值，可以预览该截面的实际图形，还町以自动划分节线，自动

计算变宽点高度和宽度并保存到数据库中。

图２是桥梁横断面参数化设计程序的运行界面。

图３是综合设计计算前处理程序截面设计界面。

３前处理

图２横断面参数化设计

图３桥梁横断面设计

前处理程序是桥梁综合设计计算程序Ｂｒ酊ａｌ的一个新的组成部分，它通过帮助用户作图，

并以图形为主、表格为辅的方式录入计算信息，从而建立完整的桥梁计算模型。前处理程序提

一—坠一Ｉ——～

供了桥梁实体单元的各种标准绘图操作和各施工阶段桥梁整体结构的绘图显示功能，见图４。

它通过建模助手、自动排序、批量修改和各种实体单元坐标图形自动计算等方式简化计算模型

的建立过程。通过无限的撤销和重做以及自动数据检测功能保证数据输入时的完整性。能够

动态反映用户对各种实体单元坐标及属性的修改，而且图形绘画和图形计算速度快，用户操作

响应及时。该程序自动输出标准的Ｂ－苫ｃａｌ格式的数据库。

图４桥梁综合设计计算前处理程序界面

３．１功能强大的专用图形平台

桥梁综合设计计算前处理程序带有一个功能类似于ＡｕｔｏＣＡＤ的专用图形平台，见图５。

图５Ｂｒｇｃａｌ｜；暂处理程序的图形功能

对图形区可进行放大（跏ｎｉｎ）、：缩ｔＪ＂（ＺｏｏｍＯｕｔ）、还原（‰ｎＥｘｔｅｎｄ）、实时缩放（胁ｎ）、实时平移（Ｐａｎ）、窗日缩放（ＺｏｏｍＷｉｎｄｏｗ）等操作。

其基本的图形实体有：单元（矩形单元、任意四边形单元、线单元）、节点、辅助线、预应力钢—————１塑

束、约束、荷载（集中力荷载、桥面铅直分布荷载、任意分布荷载）。对单元可进行的操作有：移

动、合并（多个单元合并为一个单元）、删除、邻接（相邻单元精确对接）、镜像、复制、基点复制、

旋转、剖分（一个单元按一定规则剖分成若干单元）等。对预应力钢束可进行的操作有：移动、

合并（两根钢束合并为一根钢束）、删除、镜像、复制、旋转等；对钢束导线点可进行插入、删除、

移动等操作。对约柬、荷载、节点等可进行移动、删除等操作。

以上图形实体的属性信息和坐标信息均在表格内同步显示，用户也可直接修改数据实现

对模型的编辑。系统提供了选择多个实体及对其进行批量修改的功能。

以上每一步操作都可以进行无限制的放弃（Ｕｎｄｏ）和重做（Ｒｅｄｏ）。

３．２交互式动态预应力钢束布置与修改

系统提供了非常方便的预应力钢束布置与修改功能。不需要填写繁琐的数据，可以商观

地使用图形化操作布置预应力钢束，并且可以对钢束移动、复制、镜像，轻松实现预应力钢束的

布置和调整。图６表示对钢束的导线点进行动态拖动、自动修改。

图６预应力钢柬布置与修改

３．３方便快捷的建模助手

系统提供了方便快捷的建模助手，包括等截面梁、变截面梁、柱、拱圈、斜拉桥、悬索桥、上

承式拱桥、中承式拱桥、下承式拱桥、桥面快速建模和挂篮荷载建模助手等（见图７）。使用建

模助手，通过简单的操作，可以快速建成复杂的模型，大大提高建模效率一节约大量的手：［

劳动。

４结构计算

桥梁综合计算程序的早期版本均是在桥涵设计规范［即《公路桥涵设计通用规范》（ｙｒｊ

０２１—８９）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（ＪＴＪ０２３—８５）］框架内进行编制开

发的。日前，新的公路工程标准体系正在审定中，部分规范已颁布施行。修订后的规范关Ｆ

“车辆荷载”及“作用效应组合”等内容与原规范有着本质的不同。ＢｒｇＣａｌｖ３．０的结构计算子系

统是根据新的规范体系改编的。参见新旧规范体系对照表（表１）。堕ｒ——～

斟７建模助手

ＢｒｇＣａｌｖ３．０依据的桥粱设计规范体系表１ｊ序廿体系编呼麒标准哆名称施行ＩＩ期

『?——

小；Ｂ０ｌ，Ｕ００１—９７公路工程技术标）ｌｆ：２０∞ｍ．０Ｉ２ｍＩ）６０刑０２１８９公路桥涵设讣通用规范２１）０４－ｌＯ＿０ｌ

删０２２一罄公路砖石与混凝土桥涵设计规范尚未发布３ＪＷ．１３６ｌ

４Ｊ＇Ｉ＇Ｇ１３６２ＪｒＪ０２３—８５公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥溉、世讣规范２００４－１０－Ｏｌ

５．ｒｒｃ１）６３ｍ０２４—８５公路桥溉地基与基础设计规范尚未发布

６邢１３６４们０２５—８６公路钢结构桥涵设汁规范尚未发布

７ｃｊｊ７７—９８城市桥梁设计荷载标准１９９８一１２＿０１

以下简要介绍计算子系统改版涉及到的主要内容。

４．１车道荷载与车辆荷载

《公路桥涵设计通用规范》（ＪＴＪ０２１—８９）中的车辆荷载在形式上为四个等级，即汽车一超２０级、挂车一１２０；汽车一２０级、挂车一１００；汽车一１５级、挂车一８０；汽车～ｌＯ级、履带一５０，是

～种以车队为计算荷载图式的车辆荷载标准。

而《公路桥涵改计通用规范》（Ⅱ＿Ｇ１）６０）对公路桥涵结构设计的标准车辆荷载模式及其分—————■殛

用规范）（ＪＴＪ０２１—８９）第２．３．２条中表格采用。

本次规范修订，结合公路桥梁可靠度的研究，

采用了结构基频来计算桥梁结构的冲击系数，更

为合理、科学。冲击系数芦根据结构基频．，按下

式计算：

当ｆ＜１．５Ｈｚ时，口＝００５；

当１．５Ｈｚ≤ｆ≤１４Ｈｚ时，／Ｌ＝０．１７６７ｌｎｆ一

０．０１５７；

当ｒ＞１４Ｈｚ时，卢＝０．４５。

系统提供了专门的结构基频计算工具（图９）。

图９结构基频计算工具

４．４温度作用

旧版综合程序已考虑了三种温度变化模式：

（１）截面上下缘温差，以计算结构整体升降温（截面上下缘升降温程度可以不同）；

（２）顶板升温５。Ｃ，属日照温差的一种模式；

（３）截面温度按指数曲线分布，属日照温差的一种模式。

系统依照规范增加了第四种计算桥梁结构由于Ｅｌ照温差引起效应时竖向温度梯度模式。

图１０为日照温差引起的竖向温度梯度曲线，其桥面板表面的最高温度ｎ的规定见表３。

对混凝土结构，当梁高日＜４００ｍｍ时，图中Ａ＝Ⅳ一１００（ｒａｍ）；圩≥４００㈣时，Ａ＝３００（ｍｍ）。对

带混凝土桥面板的钢结构Ａ＝３００（ｒａｍ）。图中的ｆ为混凝土桥面板的厚度（ｒａｍ）。混凝土上部

结构和带混凝土桥面板的钢结构的竖向日照反温差为正温差乘以一０．５。

圈１０ＢｒｇｃａＩ中的四种温度模式

竖向日照正温差计算的温度基数表３铺装类型ｎ（℃）咒（℃）铺装类型ｒ．（℃）死（ｑｃ）

混凝土铺装２５６．７ＩＱＯｍｍ沥青混凝土铺装层１４５５５０ｒ啪沥青混凝土铺装层２０６７

４．５作用代表值和作用效应组合

修订规范更正了一种习惯名称，将所有引起结构反应的原因统称为“作用”，只有施加于结————１鲣

５后处理

系统提供的后处理功能，具体包括如下内容：

（１）单元内力影响线图、节点位移影响线图。虽然影响线只是计算的中间结果，但通常对

于评判结构的受力性能、判别最不利荷载位置等，还是很有价值。所以，有时为了说明问题，设计人员可能要反映单元内力影响线图或节点位移影响线图。

（２）各种荷载单项内力图。用于反映某一施工阶段某种荷载对结构的内力影响。

（３）备施工阶段总内力图、总应力图、总位移图。用于反映某一施工阶段结束时各种荷载

对结构的内力影响。

（４）运营阶段内力包络图、应力包络图、位移包络图。这往往是计算最终要控制的结果，因

此用图形表达更为直观。

（５）施工阶段及运营阶段单元内力、应力、节点位移、支承反力变化图。用于反映各施工阶

段及运营阶段各单元内力、应力、节点位移、支承反力变化情况。

（６）施工阶段及运营阶段单元配筋变化图及正截面配筋包络图。

（７）与ＡｕｔｏＣＡＤ的图形接口。

（８）ｉ－Ｉ‘算结果和原始数据输出为Ｅｘｃｅｌ格式的计算书。

图１１和图１２分别是某四跨连续粱桥运营阶段的应力包络图和内力变化图。

６结语

嘲１ｌ某明跨连续粱桥运营阶段应力包络图

桥梁综合设计计算程序历经数十年的开发、应用和改进，已经成为一套功能完备、方便实用

的桥梁分析计算工具。特别是配合新规范的颁布实施，程序的功能有了进一步的扩充和延伸。Ｂ唧ａｌｖ３．０除了纳入新的公路桥梁设计规范和城市桥梁荷载标准的内容外，还开发了可视化的前处理建模工具，大大提高了桥梁设ｉ＿卜ｉ十算的效率。同时配合丰富的后处理程序，使得设计人员能够直观、方便地检索计算结果。ＢｒｇＣａｌｖ３．０已经成为新一代桥梁设计人员的好帮手。

、垫Ｉ——一

图１２集四跨连续粱桥运营阶段内力变化图——］ｌ鳇

新一代桥梁综合设计计算程序BrgCal V3.0

作者：余顺新

作者单位：中交第二公路勘察设计研究院

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本文链接：https://www.360docs.net/doc/cf12790162.html,/Conference_5600730.aspx

授权使用：同济大学图书馆(tjdxtsg)，授权号：ca3a8689-893f-4a15-9c75-9dba00b162a7

下载时间：2010年7月21日