桥梁博士的应用

1、“桥梁博士”的应用桥梁博士软件（Dr.Bridge）简介一、系统概述二、荷载横向分布系数计算一、系统概述1.版本简介“桥梁博士”软件是由同济大学桥梁结构系研制开发的大型桥 梁结构分析软件，于1995年投放市场。该软件可以计算：钢筋混凝土及预应力混凝土连 续梁、刚构、连续拱、桁架梁、斜拉桥等多种桥梁。2004年后按照公路桥涵设计通用 规范JTG D60-2004和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004 进行补充修改。系统功能2.系统功能1）直线桥梁1）直线桥梁能够计算钢筋混凝土、预应力混凝土、 组合梁以及钢结构的各种结构体系的恒载与活载的各种线性与非线性结构响应。对于

2、带索结构可根据用户要求计算各索的一次施工张拉力或考虑活载后估算拉索的面积和恒载 的优化索力；活载的类型包括公路汽车、挂车、人群、特殊活载、特殊车列、铁路中- 活载、高速列车和城市轻轨荷载。可以按照用户的要求对各种构件和预应力钢束进行承载能力极限状态和正常使用极限状 态及施工阶段的配筋计算或应力和强度验算，并根据规范限值判断是否满足规范。2）斜、 弯和异型桥梁斜采用平面梁格系分析各种平面斜、弯和异型结构桥梁的恒载与活载的 结构响应。系统考虑了任意方向的结构边界条件，自动进行影响面加载，并考虑了多车 道线的活载布置情况，用于计算立交桥梁岔道口等处复杂的活载效应；最终可根据用户 的要求，对结构进行配

3、筋或各种验算。3）基础计算3）基础计算整体基础：进行整体基础的基底应力验算，基 础沉降计算及基 础稳定性验算；单桩承载力：计算地面以下各深度处单桩容许承载力。刚性基础： 计算刚性基础的变位及基础底面和 侧面土应力。弹性基础：计算弹性基础（m法）的变 形，内力及基底和侧面土应力；对于多排桩基础可分析各桩的受力特征。4）截面计算4）截面计算截面特征计算：可以计算任意截面的几何特征，并能同时考虑 普通钢筋、预应力钢筋、以及不同材料对几何特征的影响；荷载组合计算：对本系统定 义的各种荷载效应进行承载能力极限状态荷载组合I-III和正常使用极限状态荷载组合 I-VI共9种组合的计算。截面配筋计算：可以用

4、户提供的混凝土截面描述和荷载描述 进行承载能力极限状态荷载组合I-III和正常使用极限状态荷载组合I-III的荷载组合计 算，并进行6种组合状态的普通钢筋或预应力钢筋的配筋计算；应力验算：可根据用户提供的任意截面和截面荷载描述进行承载能力极限状态荷载组合I-III和正常使用极限状态荷载组合I-VI共9 种组合的计算，并进行9种组合的应力验算及承载能力极限强度验算；其中强度验算根据 截面的受力状态按轴心受压、轴心受拉、上缘受拉偏心受压、下缘受拉偏心受压、上缘受 拉偏心受拉、下缘受拉偏心受拉、上缘受拉受弯、下缘受拉受弯8种受力情况分别给出强 度验算结果。5）横向分布系数计算5）横向分布系数计算能运

5、用杠杆法、刚性横梁法或 刚接（铰接）板梁法计算主梁在各种活载作用下的横向分布系数。6）输入6）输入采用标准界面人机交互进行，并配有强大的数据 编辑和自动生成工具， 使原始数据的输入更加明了和方便；输入数据的过程中可同步以图形或文本查看输入 数据的信息；新加了单元、截面、钢束与CAD的互导模块，使得 输入更加方便；新 增的引用参考线，大大简化了曲线钢束的输入；系统对原始数据采用三级检错以帮助用 户确保原始数据的可靠性；7）输出输出系统对计算结果的输出采用详尽的思想，通过分类整理，可以按照用户的 要求一次或多次输出，便于用户分析中间数据结果或整理最终数据文档。输出的方式有 图形、表格及可编辑的文本

6、。配有专门的图形结果后处理系统，便于用户打印出图纸规 格化的计算结果图形。新增的报表输出，用户可自定义输出报告格式模板，各种计算数 据、效应图形按用户设定自动 输出。8）打印与帮助系统8）打印与帮助系统系统输出的各种结果，都可以随时在各种Windows 支撑的外围设备上打印输出，并提供打印预览功能，使用户在正式打印之前能够预览打印 效果。 Dr.Bridge系统提供了几百个条文的帮助，共计十万余汉字，对桥梁博士系统 的各种功能都有相应的帮助系统。桥梁博士系统的帮助系统与Windows帮助系统严格一 致，使用十分方便。系统的基本操作系统的基本操作各窗口都支持鼠标右键菜单，可切换或操作一些特定 命

7、令。1）图形窗口图形窗口 窗口放大：按住鼠标左键拖动鼠标可以拉开一个矩形框， 系统根据该框的大小按比例放大至窗口有效区域大小；窗口恢复：使用ALT+鼠标左键 双击可恢复至最近一次放大窗之前的状态； Ctrl+鼠标左键双击-全图显示切换图形鼠标右击，弹出菜单切换图形类型 双击鼠标左键在各图形窗口间切换（右击无菜单 时） 图形显示设置用“F9”键打开“显示信息设置”窗口；用“F11”、“F12”键打开或关闭单 元号、节点号的显示；图形编辑器其它操作详见附录B相关内容。2）数据窗口数据窗口 鼠标右击，弹出菜单切换输入数据类型4.系统的基本约定4.系统 的基本约定1）单位约定1）单位约定名称单位系统的

8、基本单结构坐标与长度m位设定 见右表：力KN矩应力线位移角位移角度面积截面几何信息裂缝宽度KN-mMpa （基础计算为Kpa）m弧度度m*m mm mm2）坐标系2）坐标系（1）平面杆系总体坐标系：系统默认的坐标系，节点坐标、节点位 移以及反力均按总体坐标系输出。X：水平向右为正Y：垂直X轴向上为正单元局部坐 标系：单元内力和应力均按单元局部坐标系输出。X：沿构件的纵轴线方向，以左节点到 右节点方向为正Y：垂直X轴向上为正截面局部坐标系：系统默认的坐标系，用来确定截面控制点的位置关系。X：水平向右为正Y：垂直X轴向上为正钢束局部坐标系： 向结构总体坐标系的映射，钢束局部坐标系在结构总体坐标系中

9、的角度，如果钢束局部坐 标系是结构总体坐标系经逆时针转动一个角度而形成，则该角度为正值，反之为负值。X： 钢束局部坐标系原点在结构总体坐标系中的X坐标；Y：钢束局部坐标系原点在结构总体 坐标系中的Y坐标；（2）空间网格（2）空间网格总体坐标系：系统默认的坐标系，节点坐标、节点位移以及 反力均按总体坐标系输出。X、Y、Z轴：由右手螺旋法则决定。单元局部坐标系：单元 内力和应力均按单元局部坐标系输出。X：沿构件的纵轴线方向，以左节点到右节点方向 为正Y轴、Z轴方向与总体坐标系相似，满足右手法则截面局部坐标系：系统默认的坐 标系，用来确定截面控制点的位置关系。X：水平向右为正Y：垂直X轴向上为正钢束

10、局部坐标系：向结构总体坐标系的映射，钢束局部坐标系在结构总体坐标系中的角度，如果钢束局部坐标系是结构总体坐标系经逆 时针转动一个角度而形成，则该角度为正值，反之为负值。X轴、Y轴方向与总体坐标系 相似，满足右手法则Z：钢束局部坐标系原点在结构总体坐标系中的Z坐标；3）荷载方向系统约定所有荷载方向与结构总体坐标系一致为正，反之为负。荷载的矢量 输入只能输入总体坐 标系下的分量。具体如下：平面杆系 水平力：沿整体坐标的x方 向向右为正；竖直力：沿整体坐标的y方向向上为正；弯矩：依右手螺旋法则，垂直于整 体坐标系向外（向用户方向）为正。空间网格Px：沿总体坐标系x正方向为正Py：沿总体坐标系y正方向

11、为正Pz：沿总体坐标系z正方 向为正Mx：绕沿x轴，满足右手法则，大拇指指向x轴正方向时为正My：绕沿y轴，满 足右手法则，大拇指指向y轴正方向时为正Mz：绕沿z轴，满足右手法则，大拇指指向z 轴正方向时为正4）效应方向4）效应方向轴力：使单元受压为正，受拉为负剪力：由单元底缘向顶缘方向 为正，反之为负弯矩：使单元底缘受拉为正，上缘受拉为负（平面）弯矩：符合右手法则， 与总体坐标系一致为正，反之为负（空间）位移：与总体坐标系一致为正，反之为负 正 应力（法向应力）：压应力为正，拉应力为负；剪应力：由截面底缘向顶缘方向为正，反之 为负；主应力：正表示压，负表示拉；强度：受弯构件的强度为MR，单位

12、KN-m，其它构 件强度为NR；结构支承反力：与总体坐标系一致为正，反之为负；5）数据填写便捷格式5）数据填写便捷格式 （-/）表达式：格式为A-B/C （A -B /C）其中A、B、C、A、B、C皆为正整数，C、C为增量值，缺省为1，括号内的表达式表 示去除的号码，如1-10/2表示1、3、5、7、9，如1-10/2（5-7）表示1、3、9，其中5和7已被去除。 （*）表达式: 格式为（n*d）*m，括号里有多项时，用空格分开其中d为实数，n表示数字d的重复次 数，m表示括号内数字的重复次数。如，在单元节段划分时，单元的分段长度表达为（2*3.0 4.0 2*5.0） *3，表示 3.0，3

13、.0，4.0， 5.0，5.0，3.0，3.0，4.0，5.0，5.0，3.0，3.0， 4.0，5.0，5.0。系统操作界面5.系统操作界面菜单栏工具栏数据窗口项目管 理窗口图形窗口文本显 示窗口系统项目的管理和操作6.系统项目的管理和操作1）项目含义结构设计计算输入数据繁多，输出数据量大，为便于用户索引数据和方便 系统管理，系统采用项目的概念来管理桥梁结构的分析与计算。项目包含了结构分析计 算所需要的全部信息，如结构分析计算的类型（直线桥梁或斜弯桥梁）；项目的输入方法和 工作路径；项目的所有输入数据文件；该项目的计算进程控制和最新状态信息。在创 建项目时，会自动创建一个以项目文件名的子目录

14、和 两个文件，例如，如果项目的名称为 C:DrBridgetest.prj， 则系统在 C:DrBridge 下创建子目录 test。2）项目组含义）各工程项目，包括基础设计、截面设计和横向分布计算等工具，均可 通过项目组管理。通过使用项目组，可以将不同目录的项目文件集合在一个 项目组下面， 便于数据的整理；用户可以在同一个界面切换不同的工作项目，操作方便。一个项目也 可以从属于多个项目组，但至少从属于一个既 有的项目组。3） 项目组操作）（1）新建项目组从主菜单中选择“文件/新建项目组”；显示名称 为“新项目组”，右击项目组显示名称，在菜单中选择“标签重命名”输入项目组显示 名称，单击确定。（2）打开项目组从主菜单中选择文件打开项目组；将弹出图3-2所示对话框，选择项目 组或项目文件，打开。（3）保存项目组从主菜单选择文件保存项目组；输入文件名并选择保存目录，然后单击保 存。4）项目操作项目操作通过“项目”下拉式菜单选择“创建项目”，或者在项目组管 理窗口，通过右键来点击“创建项目”。创建项目后，程序出现了下图所示的界面。在一个项目组中，创建一个新项目，或通过双击打开一个既有项目。二、荷载横向分布系数计算1.计算方法1）杠杆法2）刚性横梁法3）刚（铰）接板梁法2.计算操作方法1）新建或打开横 向分布文档：单击菜单“设计/横向分布”；选择已有的文档名称或输入