桥博输入方法

5单元信息输入

5.1 单元的基本信息

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：对于所关心截面设定单元分界线，即编制节点号；构件的起点和终点以及变截面的起点和终点编制节点号；不同构件的交点或同一构件的折点处编制节点号；施工分界线设定单元分界线，即编制节点号；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；边界或支承处应设置节点；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；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。

5.2 截面几何描述

5.2.1截面的几何信息输入方式

图形输入：选择常用的或用户自定义的图形，输入其参数；

1)节线输入：输入不同高度处的截面宽度；

2)特殊输入：直接输入截面的各项指标；

3)坐标输入：用户以坐标形式，逐点描述截面形状；

4)自A u t o C A D读入。

前三种输入方法比较常见，下面详细介绍坐标输入和自C A D读入。

(一)坐标输入：

坐标输入时，用户应以逆时针顺序逐一输入各点坐标。而坐标又有相对坐标与绝对坐标之分。相对坐标的含义是指当前点的坐标相对于前一点的坐标偏移量。

(二)自A u t o C A D输入：

用户可以通过右键菜单，点击“从A u t o C A D导入截面”，打开如5-1所示窗口。

用户点击“浏览”选中相关的C A D文件，

在窗口中填入需要导入截面的单元编号、选择左、右截面，填写所在图层，即可点击“确定”，导入截面形状。

当图形中存在曲线（非直线、折线）时，用户可以通过输入“折线近似段数”，将曲线拟合成多段折线。此近似段数越多，拟合出来的截面性质越准确。

图5-1

5.3 用快速编译器编辑3跨连续梁

我们现在拟定建立如下所示的模型：

模型参数：3跨连续梁，边跨42.013，40.341中跨70m，都呈抛物线变化，模型共分59个单元，，为铅直腹板单箱单室，边跨梁高2500m m，跨中梁高4000m m。

下面介绍具体建立过程：

步骤一：建立新工程，在输入单元特性信息对话筐中，点击快速编译器的直线编译器，如下图所示：

系统将打开如图5-2所示的对话框。

图5-2

直线单元组编辑器

特点：

单元的顶缘或截面的高度中点位于同一根直线上，

其截面可由有限的控制断面经直线内插或按抛物线拟合而成。

单元的其它性质根据模板单元取用。

例如桥面单元组的顶缘、桥墩单元组或桥塔单元组以及斜腿刚架的斜腿单元组的中心线等。

步骤二：如上图在编辑内容的复选框内把4个复选按钮都勾上，编辑单元号：20-41，左节点号：20-41，右节点号：21-42，分段长度：0.58*42*14*40.159 3.8143*40.5，起点x=0y=0，终点x=1，y=0，如下图5-3：

图5-3

步骤三：添加控制截

面。

控制点距起点距离

这一栏，依次添加0、

33.5、67，

选定控制截面0米处，点击

截面特征，输入截面类型和尺寸。图5-4（注意：在输完截面类型和尺寸后回到主菜单后一定要点击一下“修改”这个按钮）

图5-4

2）依次选定控制截面33.5、67米处，点击截面特征，输入截面类型和尺寸，方法如上一步。（输入截面尺寸时可选择由c a d图形的d x f 格式导入）

步骤四：修改截面的拟合类型。

0米处：直线内插

33.5米处：向后抛物线

67米处：向前抛物线

（注意，每次修改了拟合类型后都要按“修改”这个按钮）

在本单元建立中线建立了中跨的模型，然后根据对称的方法将模型分别对称导入一三跨方法：

1）打开快速编辑器对称操作。

2）进入界面后将43.013-76.013，所在梁段单元（已划分好）输入模板行。在其生成单元上输入41.513-8.013，生成单元中，（单元应与模板单元对称）。

3）在左右节点中输入生成单元的左右节点号，（与模版单元对称输

入）。

4）在单元划分长度中依次输入个模板单元的长度。

5）在对称坐标中输入42.013.(桥墩中心线处x坐标)

6）重复上述操作完成第三边跨。

7）在边跨中剩余梁段用等截面箱梁输入。

除此之外，本人在建模过程中还用道内插工具创建了一个单元：功能：内插操作是指在已经生成的单元中内插节点，将原单元拆分为两个新单元。图5-5示出了单元内插操作的意义。

图5-5

特点：

单元内插操作一般用在桁架桥的腹杆单元编辑。

如果腹杆需要内插节点，可先将腹杆两端节点生成，再采用内插操作一次完成。

示例：

原有单元5，左节点号为3，右节点号为4。现内插节点8。

内插结果为：原5#单元的右节点变为8，相应修改坐标和截面信息。新生成6#单元，左节点号为8，右节点号为4，相应修改坐标和截面信息，坐标和截面信息为根据操作要求进行线性内插。

5.4 单元编辑总结

以上所介绍的单元快速编辑器可随时使用，用户应根据实际情况，寻找最快捷的方式输入，以下将根据经验提供一些基本方法供用户参考：

单元顶缘线或中心线位于一条直线上时，例如桥面单元或桥塔、桥墩及弦杆等，一般使用直线命令，如果存在竖曲线可采用坐标命令进行拟合。

拱肋单元一般使用拱肋命令，也可以采用直线命令，然后使用坐标命令进行拟合坐标。

斜拉索使用拉索命令，一般在施工图设计时，拉索的锚固点坐标需特殊指定，一般应根据拉索节点与梁、塔坐标的相对关系，通过截取拉索节点坐标，再采用坐标命令进行切割。方案设计时可以将拉索置于梁塔节点处。

系杆拱吊杆一般采用指定吊杆节点号后使用坐标截取命令。

拱桥立柱或桁架桥的腹杆一般采用指定节点号，截取节点坐标，如果需要再内插单元，最后再根据力学需要，偏移节点坐标或切割节点坐标，以便考虑节点刚臂的影响。

如果截面为等截面，可先不管单元的截面信息，最后采用截面命令进行替换。

截面上的普通钢筋可通过添加式输入。

单元的基本信息可在最后采用单元命令统一设置。

如果发现坐标的输入有偏差，可使用单元的坐标偏移命令进行修改。

对称结构可先输入半结构，再采用对称命令输入另一半结构。

如果结构的某些部位可通过平移得到，则尽量采用平移命令。

对称操作时，如果发现单元左右端信息反了，可使用单元命令对换左右端信息。

结构输入前，亦将控制断面存入文件，便于数据维护。

如果截面在拟合时存在突变点，可先忽略突变点，拟合完成后再局

部修改。

节点坐标规律不明确时，可采用自C A D读入的方法将坐标读入。

5.5 注意

(一)再用桥梁博士快速编辑器时，单元必须已经划分完毕。

(二)桥博是平面杆系单元，无法考虑不在钢束张拉段不在单元两端的情形，除非钢束张拉处划分单元

要注意单元划分在划分桥面单元时，如果相邻两个桥面单元如单元1的J端节点与单元2的I端节点如果不是共用一个节点号时，就要设成主从约束或是加边界条件，不然程序会认为边界约束不够，计算错误。

(三)对于横隔梁单元划分时直接以节点力记入。

(四)单元划分时要考虑施工情况，横截面变化情况，横隔梁冀中力情况，支座受力情况，因此此阶段要结合纵向图，横断面图，施工阶段图作出。

(五)在发现单元化分出现错误时，尽量修改使单元顺序一致，防止单元划分混乱及后面影响挂篮。

(六)本桥梁段面图形为二次抛物线，运用快速编辑器方便快洁。但大多数单元建立均要用通用截面拟和工具。

(七)在左右截面特征描述时支座处应用C A D图导入。

(八)在桥梁博士中导入C A D中空心板截面，中间挖空半圆部分直接倒过来不能完全显示半圆弧的形状（感觉是软件捕捉的点太少，自己已经设置了分段数不管多大多少都不管用），

但是如果手工把半弧圆等分再用直线连接后（替换直接画的圆弧）这样就可以显示近似的半圆弧，有时箱梁中间的两个相交的空心圆不管我怎么换图层，换颜色，都导不进去！此时一定用使用不同的颜色,如果是双孔的挖空,两个孔的颜色都不同,三个空的用三种颜色，有时有的圆显示不出来，那需要再换一种颜色。

6 钢筋束信息输入

用户可以使用右键菜单或“数据”下拉式菜单，切换到钢束输入窗口，如6-1所示：

图6-1

数据文档窗口-钢束信息

6.1 数据准备

首先对结构中的所有预应力钢束进行编号。编号的原则：不同钢

束几何类型、不同材料类型需分别编号，如果几何类型相同，材料

也相同，但需要考虑钢束分批张拉弹性压缩损失时也需根据张拉过

程进行编号。

6.2 钢束几何描述

6.2.1 竖弯输入

1）是否导线输入：按导线点输入，用户应逐行填入各导线点的（x，y）坐标，以及此点处的钢束转折半径；若不按导线点输入，用户应逐行填入各转折点的坐标，以及与前一点之间的曲线半径，直线则填“0”。

2)是否相对坐标输入：按相对坐标输入，则用户应逐行填入各点相对前一点的相对x坐标，而y坐标仍是绝对坐标；否则填绝对坐标；不论是否为相对坐标，其第一点坐标必须是绝对坐标。

3)几何参数：用户根据所选的输入方式，填入适当的节点坐标和对应的半径。用户在这里使用参考线的概念，使所输入的y坐标为相对于参考线的坐标。例如，对一座变截面连续梁，可在“总体信息”中生成其梁底缘线，作为参考线。而在输入其底板束时只需输入钢束相对于底板的y高度方向位置，程序自动将直线钢束调整为延梁底缘参考线走向的底板束。

在使用参考线时不可同时使用参考点坐标；不采用导线输入的钢束不能进行调束操作。

下面以T3‘为例输入竖弯。以导线法输入则必须在总体信息中定义参考线，可直接用快速生成底缘线工具。如下图：参考线，可直接用快速生成底缘线工具。如下图：

再竖弯窗口中导入竖弯信息：

得到

6.2.2 平弯

钢束平弯和竖弯类似。

平弯示例

说明：在老版本的《桥梁博士》中，为输入此钢束的竖弯信息，需要用多条折线来模拟。现在，使用参考线的概念，可以使输入数据大为简化。平弯信息如下输入：

结果为：

6.3 经验总结

（一）“弯桥模型是用梁格法简化的，以直代曲”至于以直代曲的方法在许多书中都有讨论，结论基本都是“能够满足工程设计要求”，本身曲杆单元就少见。如果认为以直代曲过于简单，可以多划分单元，可以算算径50m的圆弧，长度1m时，偏距有多少。梁格法分析有其独特的优点和不可避免的缺点。但作为工程设计应该是可以了。

（二）桥梁博士中，顶板的预应力，应该在总体纵向计算时，是无法考虑的（需单独考虑）

（三）梁格法中，如果用桥梁博士，预应力筋输入时也不一定时折线型的。预应力的横向布置，可以采用不同的坐标或相关单元。

桥博不能算横向预应力的，平弯只是用来计算预应力损失

（四）桥梁博士在计算铁路梁时，钢铰线信息输入选项里面的松弛率和松弛天数的理解：松弛率：用户指定钢束的松弛率，例如：如果松弛率为 2.5%，则输入 2.5；如果选用公路04规范，且松弛率输入为0，则系统自动根据规范 6.2.6-1公式计算松弛损失，此时松弛系数取用0.3。

7 施工阶段

7.1 全局挂篮编组

悬臂施工的桥梁结构，在节段施工中需要挂篮做临时承重结构，由

于挂篮锚固于主梁上，因而挂篮将与结构同时受力，系统采用子结构法模拟挂篮的施工。首先对全部挂篮编组，以便索引。系统打开一个如7-1所示的挂篮编组对话框。

图7-1全局挂篮编组对话框

基本信息:

1)前支点挂篮：指在斜拉桥悬臂施工时，将拉索锚固于已安装的空挂篮前点，待节段施工结束后，再将拉索锚固于主梁上，从而解除对挂篮前支点的约束。

2)后支点挂篮：为一般悬臂施工中，现浇节段的重量由挂篮承受，而挂篮重量靠后支点锚固于已浇注的梁段上；待节段施工结束后，此现浇的梁段自重再由已浇注的主梁单元承担。

3)组成单元号：组成:当前挂篮的单元号。挂篮宜设置2-3个单元。组成挂篮的单元需事先在单元信息里定义，它们决定着挂篮结构的刚度特征。一般情况下，我们验算桥梁的安全并不考虑挂篮自身的安全，通常用刚度较大的单元模拟挂篮。h：主梁坐标点竖向与挂篮单元坐标点间的距离，挂篮位于主梁下侧输入正值，否则输入负值。

4)前进方向：指定挂篮的前进方向。当挂篮定位点坐标发生偏移时，需根据此方向推定挂篮的X坐标位置，决定X坐标是增加偏移量还是减去偏移量，如果左侧为前进方向，则为减去偏移量，否则为加上偏移量。

5)支点节点号：前支点挂篮时激活。填入前端锚固拉索的前支点对应的节点号。

6)吊点1、2节点号、节点力：图示中对应吊点1、2的挂篮单元节点号及挂篮自重作用于梁上的等效节点力，力的方向与总体坐标系一致为正。程序在计算挂篮对结构的影响时，不计挂篮自重，而以此处输入的节点力为挂篮的基本力；这个力就是挂篮的自重力。

7)前一个、后一个：切换当前挂篮。

8)添加：添加一个挂篮。

9)删除：删除当前挂篮。

7.2 操作实例

结合挂篮操作，施工阶段共划分为31个阶段，具体如下：

1）在左幅48，49和右幅桥49，50号墩两侧搭建临时支撑钢管，安装临时支座及永久支座。立模浇筑0号块。如图：

2）张拉预应力束T1,T1’。

3）在0号块上拼状挂篮。如图：

4）墩身两侧对称悬浇一号块件。

5）张拉预应力束T2,T2’。

6）在一号块上拼状挂篮。

7）墩身两侧对称悬浇二号块件。8）张拉预应力束T3,T3’。

9）在二号块上拼状挂篮。

10）墩身两侧对称悬浇三号块件。11）张拉预应力束T4,T4’。12）在三号块上拼状挂篮。

13）墩身两侧对称悬浇四号块件。14）张拉预应力束T5,T5’。15）在四号块上拼状挂篮。

16）墩身两侧对称悬浇五号块件。17）张拉预应力束T6,T6’。18）在五号块上拼状挂篮。

19）墩身两侧对称悬浇六号块件。20）张拉预应力束T7,T7’。21）在六号块上拼状挂篮。

22）墩身两侧对称悬浇七号块件。23）张拉预应力束T8,T8’。

24）拆除挂篮。

25)支架上现浇九号块。26）两边跨合拢。

27）张拉预应力束T9和底板预应力束B1,B2,B3,B2A,B3A及B1,B2’,B3‘,B2‘A,B3’A。28）边跨完成体系转换并形成单悬臂简支体系。

29）中孔合拢。

30）张拉预应力束 T10,和底板预应力束B4-B9.

31）完成体系转换并形成悬臂体系。如图：

配筋图为：

7.3 注意

1）在不同的施工阶段要注意分清各阶段所对应的操作。

2）挂篮在开始安装后一直前移，直到挂篮施工完成以后才卸下，与实际情况一致。挂篮自重以支点力记入。

3）看待单元加载龄期和施工周期的关系时一个施工阶段是指龄期加施工周期，此时龄期已经不包括在施工周期内。施工周期是假设在构件达到100%强度条件下开始的。也就是说施工时间开始的时候多安装的单元已经达到100％强度了，龄期已经发生了。、桥博模拟湿重一般是加荷载，也就是在安装这个单元杆件前插入一个施工阶段，用来模拟刚浇注但是没有成型（没有达到强度）的混凝土。

4）施工监控有时可以不考虑湿重的影响，因为这个影响不大，而且在后续阶段这部分效应会消除一部分（弹性变形），实际现场测试的时候也是等到混凝土形成强度后（甚至张拉完）测试。用桥博做施工阶段分析的时候步骤是这样的：

如果不考虑湿重：0号块－上挂篮－1号块－张拉1号块预应力－移动挂篮－2号块－。

如果考虑湿重：0号块－上挂篮－1号块湿重荷载－取消1号块湿重荷载、安装1号块－张拉1号块预应力－移动挂篮－2号块湿重－取消2号块湿重荷载、安装2号块－..... 5）对于悬臂现浇施工，在用桥博里的挂篮进行模拟时，无需进行挂篮加载与转移锚固操作。不然，就相当于在同一号块上浇了两次，读者可以从“输出施工阶段信息”的“永久荷载效应”的剪力值中看出：操作了的是未操作的两倍。

6）施工信息中挂篮操作时要格外留意，千万不可把前阶段的挂篮操作留到下一阶段；

支座约束前施工阶段约束的节点在下一阶段仍然存在约束。

7）自重比例系数中的系数指的是本施工阶段浇注的混凝土量/该单元的混凝土量，如果一次浇注就填1，这一重量是通过挂蓝的支点传递到已建结构上的。实际上就是模拟浇注混凝土时的状态。

8）挂篮的吊点力是由挂篮的具体尺寸，吊点位置，挂篮自重，解静力平衡方程得到的。此处的吊点力只是挂篮自重引起的，千万不要把梁段自重也算进去。

9）我认为手册上对转移锚固操作的说明没有说清楚，以前我还以为连挂篮的自重都去掉了拆除挂篮有什么用呢。后来通过简单算例，才发现，理解上出现很大的偏差。其实在挂篮加载时，并不是象我们以前一些软件那样通过加集中力进行计算，实际上这里是将新浇注的单元作用在挂篮上，挂篮的两个支点与主梁最近节点形成主从约束，如果我们将挂篮的支点

位置处正好在主梁的节点上，就可以完全把挂篮看成简支结构进行计算，可以求出挂篮两个支点的反力，挂篮加载作用到主梁上的力，就是这两个支点力，因此转移锚固时，是将这两个支点力反向加载的，转移锚固是仅仅释放了湿混凝土产生的内力，不包括了挂篮产生的内力。应该是释放混凝土产生的力，而挂篮本身的自重并没有释放。在下个阶段，模拟挂篮移动时，就是拆除挂篮的同时，安装下个阶段的挂篮。如果在挂篮支点位置不设置节点的话，那么挂篮支点得出的反力，就要与支点位置主梁弯矩平衡，因此得到的反力不同，但是这样计算的结果只对挂篮两个支点间的梁段有影响，支点外的梁段结果相同，而且不设节点对预拱度几乎没有影响。

8 正常使用阶段

在使用阶段输入结构在施工结束后有效使用期内可能承受的各种外荷载信息，使用阶段的计算结构模型采用最后一个施工阶段的计算模型。

8.1 功能

可以选择“数据“菜单下的“输入使用阶段信息”命令，或在数据输入区单击鼠标右键，通过弹出的右菜单来切换到输入使用阶段信息窗口，如8-1示。

图 8-1数据文档窗口-使用信息

特点：

对于一般的内力计算：系统根据用户提供的结构信息计算各阶段的各种结构内力和位移效应，如果需要内力组合则进行荷载组合计算；

对于结构的配筋计算：系统在计算结构效应时忽略用户输入的各种预应力钢束信息，在使用阶段根据组合的内力按照相应的配筋原则计算出截面在各种最不利荷载作用下的配筋面积；

对于结构验算：则根据用户的要求进行各种最不利组合的各种强度、应力和抗裂性全面的验算。

8.2..基本信息

8.2.1外力荷载描述

用于描述结构在使用阶段可能会遇到的外力荷载, 供程序进行最不利荷载组合。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。

8.2.2 其它静荷载

1)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，而不在使用阶段考虑。

2)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。

3)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。

4)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8-2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。

图8-2温度荷载描述对话框

5)不均匀沉降：支承节点的不均匀沉降信息，系统打开一个如8-3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