连续刚构桥教程课件

桥梁博士V4工程案例教程预应力混凝土连续刚构桥

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Co.,Ltd.教程大纲0、工程概况1、软件特点2、总体信息3、结构建模4、钢束设计5、钢筋设计6、施工分析7、运营分析8、结果查询9、计算书0、工程概况桥型布置

桥型：预应力砼连续刚构箱梁

公路等级：公路-Ⅰ级

跨径：45m+80m+80m+45m

桥面布置：桥梁宽度12.5米（1.25米人行道+0.5米防撞护栏

+9.0米行车道+0.5米防撞护栏+1.25米人行道）；桥墩：双薄壁墩，墩身横桥向宽度6.5米，厚度为1米基础：承台桩基础，承台平面尺寸为10.5×7.6米，厚3.0米，基础采用6φ1.8米钻孔灌注桩。工程材料与构造特征

材料：①

混凝土：主梁C55，主墩C40，基础C30②

钢筋：HRB400，HBP300③

预应力钢绞线：fpk=1860MPa，公称直径Φs15.2

主梁：全预应力混凝土结构

截面：单箱单室

尺寸：梁高2.6m~5.1m，顶宽12.5m，底宽6.5m，腹板

厚45~80cm，顶板厚28cm~50cm，底板厚30cm~80cm二次抛物线

施工方法：

•

墩顶现浇，0~1号块段

•

悬浇施工，2~10号块段

•

边跨现浇，3.88m•

边跨合拢，2m•

中跨合拢，2m1、软件特点桥梁博士V4.0针对悬浇施工连续刚构桥的特色功能

程序采用高度抽象和数字化的规范库。对公路桥涵相关的桥通规、混凝土规范、钢桥、组合梁、基础等规范进行了集成，形成格式化的计算输出和验算配置表格，集成成2018公路规范库，全面支持公路等行业最新桥梁规范。

对2018公路桥涵混凝土新规范的支持

问题：2018年11月1号即将实施的公路钢筋混凝土及预应力混凝土规范是否支持？规范验算规范条文类型序号验算项JTG3362-2018承载能力极限状态1正截面抗弯承载力验算5.1.2-5.2.8,5.3、5.4、2斜截面抗剪承载力验算5.2.93抗扭、抗剪扭承载力验算5.54受压区高度验算5.2.15开裂弯矩、最小配筋率验算9.1.12、9.1.13正常使用极限状态6混凝土抗裂正应力、主应力验算（全/A类）6.37混凝土裂缝宽度验算（B类/钢筋）6.48变形计算（挠度及预拱度）6.5应力验算9混凝土正应力、主压应力7.110钢束拉应力短暂状态11混凝土正应力、主拉应力7.2.4、7.2.5、7.2.712钢筋压应力7.2.4验算项目汇总JTG3362-2018

公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

针对此类桥型的建模工具：

（1）建模方法：构件建模法

本案例的建模分为：梁+墩+基础，3部分

更加贴近桥梁工程专业，避开有限元节点单元的离散模

型结构，降低建模难度。（2）建模工具：

问题：变截面拟合问题

截面参数化，通过程序内置函数，实现变截面的

参数化表达

问题：对称结构，反复输入问题

对称结构，完成一半建模后可直接

通过插块命令镜像/复制生成另一半

模型

支持的专业算法例如，通过截面特特征线及有效分布宽度的设置自动计算有效分布宽度自动计算。悬臂线分梁线悬臂线腹板线腹板线•

截面有效分布宽度自动计算•

混凝土收缩徐变•

支点负弯矩削峰•

任意模式梯度温度模式•

国内全部规范活载模式•本案例中采用钢束导入竖弯及平弯线形数据

相似结构的钢束线型：块镜像、块复制、重用

•

中边跨、中跨钢束间的块镜像块复制

•

薄壁墩钢筋布置的重用

图形化的钢筋钢束设计界面

问题：变截面梁钢筋/钢束线形数据输入

支持自动参考构造线生成线形

•

本案例中跨中底板束、边跨底板束采用参考线模式

问题：钢束输入数据量大，线形数据太多，重复输入

钢束竖弯/平弯支持：CAD图形导入5.悬浇施工的力学过程模拟：

支持施工块段划分、对挂篮及悬浇施工过程进行抽象，面向用户的是挂篮施工过程，程序自动进行力学模拟6.计算结果快速查询：

预定义计算结果查询模板，一键查询构件对应的规范验算项•

本案例中的全预应力混凝土构件模板、钢筋混凝土构件模板基础构件模板7.计算书快速生成：

预定义计算书模板，一键生成计算书2、总体信息2、总体信息

①规范选取

②计算内容③计算设置④材料参数⑤地层参数⑥钻孔数据（1）界面介绍总体信息：对计算的总体设置规范、计算内容、材料及地质等基础数据设置+墩台水平力设置。索引名称孔口标高常水位标高钻孔土层MZK1115.9920.45淤泥质土,5;卵石,1.1;中风化泥质粉砂岩,28.8MZK1711.4920.45淤泥质土,4.5;卵石,0.4;中风化泥质粉砂岩,30.2MZK2313.920.45淤泥质土,4.2;卵石,0.8;中风化泥质粉砂岩,30MZK1614.9320.45淤泥质土,4.1;卵石,0.9;中风化泥质粉砂岩,29.5MZK2211.420.45淤泥质土,4.3;卵石,0.8;中风化泥质粉砂岩,29.9MZK2815.2720.45淤泥质土,4.7;卵石,0.4;中风化泥质粉砂岩,25名称材料类型材料索引粉煤灰参量说明C40混凝土C400C30混凝土C300C55混凝土C550钢绞线d=15.2_fpk=1860预应力钢绞线d=15.2_fpk=1860HPB300钢筋HPB300HRB400钢筋HRB400预应力螺纹钢筋预应力螺纹钢筋d=25_fpk=1080索引名称重度是否透水压缩模量m/m0土内摩擦角侧摩阻（kPa）承载力基本容许值宽度修正系数深度修正系数承载力容许值上限基底摩擦系数淤泥质土17.1,17.1不透水压缩模量#3.4#4000,40004255501.5,1.500.250000卵石22.5,22.5透水压缩模量#48#55000,550003813035036,600.450000索引名称承载力基本容许值饱和单轴抗压强度标准值地基抗力系数端阻发挥系数侧阻发挥系数是否为较完整岩石基底摩擦系数中风化泥质粉砂岩12008.649550000.60.0510.6④钻孔2、总体信息（2）参数设置

①材料

②土层

③岩层2、总体信息2、总体信息2、总体信息3、结构建模①项目管理树②工具栏③三维交互窗口④命令窗口3、结构建模3.1

结构建模界面介绍

建模方法：

构件式建模

面向用户:

桥梁专业数据输入接口

跨径\桥梁构件\施工信息等

程序处理：自动离散程有限元分析模型②节点编辑③构件编辑3、结构建模3.1

结构建模界面介绍

建模工具：构件建模，专业针对性

•

常规建模、高级建模、截面设计、施工信息

①轴线/构件——专门针对桥梁构件的建模工具⑤高级建模⑥施工信息④截面设计

3.2.1

跨径建梁：跨径建梁方式/导入轴线方式

3.2.2

截面设计：①截面绘制→

②参数截面→

③截面定义→

④计算设置→

⑤特征节点→

⑥附加荷载

3.2.3

施工块段划分：①施工段→

②建段/块→

③插入块→④施工段参数

3.2.4

批量创建墩柱：①批量创建墩柱→

②墩柱移动/复制→

③钢臂添加

3.2.5

构件属性修改：①梁→

②墩柱→

③基础→

④构件属性刷

3.2.6

建挂篮：①建立挂篮→

②挂篮模板→

③挂篮轨迹3.2

连续刚构桥结构建模关键点3、结构建模

轴线导入方式：（1）轴线导入：•

二维轴线：导入二维坐标，导入到当前工作面•

三维轴线：导入三维坐标，与工作面无关•

三维轴线不能导入为二维轴线•

导入时可自动创建构件，自动添加一般节点•

轴线方向的修改3、结构建模3.2.1

跨径建梁/轴线导入

跨径建梁方式（2）设置跨径：①节点定义→②跨径分界线•

节点位置：相对于梁的起点终点（支持参数）•

节点特征名：特征节点•

跨径分界线/悬臂：影响有效分布宽度的计算•

负弯矩折减/支承宽度：负弯矩折减，总体信息中勾选3、结构建模3、结构建模•

跨径分界线/悬臂：影响有效分布宽度计算3、结构建模

•弯矩折减/支承宽度/支承是否在梁底：影响支点负弯矩折减计算

弯矩折减：节点处勾选，总体信息中考虑弯矩折减需要勾选

支承宽度：左右支承宽度，一般为实际支座宽度的一半；输入一个值，默认节点左

右支承宽度相等，两个值用逗号隔开

支承是否在梁底：勾选，按规范公式，a=支承宽度按45度角向中轴线高度扩散后的

宽度，不勾选，a=支承宽度3、结构建模

截面：①截面绘制→

②截面定义→

③

特征线设置→

④参数截面→

⑤安装截面→

⑥特征节点→

⑦附加荷载•

截面：连续的闭合区域（外轮廓实区+内轮廓空区）•

输入：图形绘制/表格输入/CAD导入•

特征线：悬臂线/腹板线/分梁线•

有效分布宽度：公路箱梁+上下缘•

梯度温度：规范+沥青铺装厚度（仅影响温度）3.2.3

截面设计

（1）截面绘制与定义①截面绘制②添加变量④参数编辑器③坐标变量表示3、结构建模3.2.3

（2）参数化变截面

截面：①截面绘制→

②截面定义→

③

特征线设置→

④参数截面→

⑤安装截面→

⑥特征节点→

⑦附加荷载⑤特征线参数化3、结构建模3.2.3

（3）变截面特征点设置

截面：①截面绘制→

②截面定义→

③

计算设置→

④参数截面→

⑤特征节点→

⑥附加荷载附加荷载，随构件安装施加附加重力：-250kN3、结构建模3.2.4

施工块段划分

施工：①施工段→

②建段/块→

③插入块→

④施工段参数①边跨节点划分②建悬浇段，建块模板③插块快速建模块复制块镜像3、结构建模3.2.4

施工块段划分

施工：①施工段→

②建段/块→

③插入块→

④施工段参数

③插块快速建模

D1右截面→

S10左截面注意块定义范围：块模板：S-10右截面→D1左截面该范围内的节点属性和截面会被引用

S10右截面→

D1左截面插块：复制：S-10右截面→D1左截面镜像：D1右截面→

S-10左截面3、结构建模3.2.4

施工块段划分

施工：①施工段→

②建段/块→

③插入块→

④施工段参数

④补充截面合拢段左侧施工节点S10选择安装合拢段截面3、结构建模3.2.4

施工块段划分

施工：①施工段→

②建段/块→

③插入块→

④施工段参数施工段重命名②移动、复制生成对称薄壁墩③添加钢臂3、结构建模3.2.5

批量创建墩柱

①批量创建墩柱

桥梁轴线

而不是墩柱轴线薄壁墩：6500×1000mm，间距4m

相对桥梁轴线的位置梁墩柱基础-承台桩基础3、结构建模3.2.6

构件属性修改

构件属性：①梁→

②墩柱→

③基础→④构件属性刷顺桥向钢筋横桥向钢筋3、结构建模3.2.6

构件属性修改构件属性：①梁→

②墩柱→

③基础→④构件属性刷3、结构建模3.2.7

建挂篮

挂篮：①建梁→②挂篮模板→③挂篮轨迹→

④挂篮模拟

②创建挂篮模板：挂篮自身数据

①创建组成挂篮的梁，修改属性③创建挂篮轨迹：挂篮移动参数4、钢束设计4、钢束设计4.1

钢束设计简介

①钢束型号与线形数据③调束工具②批量引用④编辑工具⑤视口管理

图形化钢束设计界面

预定义钢束型号数据

数字化钢束线形

多种钢束数据输入方式：绘制+CAD导入

多视口管理：竖弯+平弯，不同部位钢束线形独立管理

钢束快速布置：

调束工具：动态调整钢束+显示效应图4、钢束设计4.2

连续刚构桥钢束设计关键点

4.2.1

钢束型号

4.2.2

钢束绘制（正向设计）：①钢束竖弯→②横向布置→③钢束平弯

4.2.3

批量生成：①钢束批量生成→

②复制/镜像→

③块复制/镜像→

④重用

4.2.4

钢束导入（结构验算）：①竖弯导入→②平弯导入（可选）

4.2.5

属性修改：①属性修改→②属性汇总4、钢束设计4.2.1

钢束材料型号定义预应力钢绞线：采用国家标准低松弛钢绞线，fpk=1860MPa，公称直径Φs15.2，松弛率ρ=0.035，松弛系数ζ=0.3。锚具：锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值按6mm（一端）计算；管道摩擦系数μ＝0.25，管道偏差系数κ＝0.0015。

专业化的钢束型号数据表，预定义常用钢束类型，供快速编辑引用。松弛率：4、钢束设计4.2.2

钢束绘制钢束绘制•

导线点绘制•

图形界面编辑：线形+标尺寸标注多视口：•

顶板束/底板束/腹板束•

竖弯视口/平弯视口钢束平弯•

基线为钢束位置（非平弯弯头段）•

纵向位置为参考位置：导线点参考线三维线形=竖弯+横向+平弯4、钢束设计4.2.3

钢束批量生成批量生成钢束复制/镜像：不联动块复制/镜像：联动重用：不同构件间的钢束引用，支持复制/镜像块镜像/块复制条件：结构相似4、钢束设计4.2.5

钢束导入

竖弯CAD导入：

•

坐标原点为梁左上角

•

每根钢束一个图层

•

支持导线点/真实曲线模式平弯CAD导入：

•

坐标原点→自动对齐钢束X/Y

•

每根钢束一个图层

•

支持导线点/真实曲线模式4、钢束设计4.2.5

钢束属性修改与汇总①名称材料张拉类型②导线点参数③横向布置（钢束实例）④连接器张拉批次：施工阶段钢束张拉灌浆以批次为单位的⑤汇总修改实例汇总与钢束属性：修改联动4、钢束设计4.2.5

钢束实例线型预览4、钢束设计4.2.6

竖向预应力束竖向预应力束平面布置

型号：φ32预应力螺纹钢筋

极限强度：930MPa

张拉控制应力：651MPa5、钢筋设计主梁钢筋：顶缘钢筋85φ16，-6189+20*150+108+2