斜拉桥解决方案课件.pdf

1、桥 梁 博 士 V 4 工 程 案 例 教 程上 海 同 豪 土 木 工 程 咨 询 有 限 公 司Shanghai Tonghao Civil Engineering Consulting Co.,Ltd.斜拉桥解决方案斜拉桥解决方案教程大纲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：混凝土斜拉桥 公路等级：公路-级 跨径：115m+338m+115m 桥面布置：桥梁宽度26.8米（0.45米护栏+11米行车道+3.9米分隔带+11米行车道+0.45米护栏）；桥墩：主墩：墙式墩，墩身横桥向宽

2、度12米，厚度为2米；辅助墩：墙式墩，墩身横桥向宽度10米，厚度为2米；基础：承台桩基础，厚5.0米，基础采用183.0米钻孔灌注桩。工程材料与构造特征 材料：混凝土：主梁C50，主墩C50，基础C40 钢筋：HRB400，HBP300 预应力钢绞线：fpk=1860MPa，公称直径s15.2 截面：单箱五室 尺寸：梁高3.48m，顶宽26.8m，底宽10m，边腹板厚2060cm，中腹板厚4080cm，顶板厚40cm60cm，底板厚20cm60cm1、软件特点桥梁博士V4.0在斜拉桥中的特色功能1.1.拉索换算弹性模量拉索换算弹性模量JTG D65-01-2007公路斜拉桥设计细则公路斜拉桥设

3、计细则（1 1）正文：切线模量）正文：切线模量1.1.拉索换算弹性模量拉索换算弹性模量JTG D65-01-2007公路斜拉桥设计细则公路斜拉桥设计细则（2 2）条文说明：割线模量）条文说明：割线模量1.1.拉索换算弹性模量拉索换算弹性模量JTG D65-01-2007公路斜拉桥设计则公路斜拉桥设计则（2 2）条文说明：割线模量）条文说明：割线模量1.1.拉索换算弹性模量拉索换算弹性模量拉索换算模量在程序中的实现拉索换算模量在程序中的实现1.根据规范条文说明，可以采用割线模量的算法2.当和midas进行结果对比时，可以采用新荷载后切线模量2.2.梯度温度梯度温度斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：斜

4、拉桥中主要考虑的梯度问题有：1.混凝土梁的非线性温度2.钢梁的非线性温度3.钢梁的体系温差4.拉索温差5.塔柱温差2.2.梯度温度梯度温度斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：1.混凝土梁的非线性温度2.2.梯度温度梯度温度斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：1.混凝土梁的非线性温度一半梁宽：13.4m；横坡：2%；悬臂距梁顶面最高点：26.8cm如果采用默认的梯度问题，悬臂处梯度温度应力和实际相差多少？2.2.梯度温度梯度温度斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：2.钢梁的非线性温度3.钢梁体系温差2.2.梯度温度梯度温度斜

5、拉桥中主要考虑的梯度问题有：斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：4.拉索温差2.2.梯度温度梯度温度斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：5.塔柱的温差3.3.运营阶段荷载的处理运营阶段荷载的处理斜拉桥中主要考虑的荷载有：斜拉桥中主要考虑的荷载有：1.有车横风（拉索、塔、梁、墩）2.有车纵风（拉索、塔、梁、墩）3.极限横风（拉索、塔、梁、墩）4.极限纵风（拉索、塔、梁、墩）5.汽车制动力6.附属结构荷载7.（14）荷载的相反荷载4.4.索力的计算及调整索力的计算及调整1.索力的控制方法索力的控制方法4.4.索力的计算及调整索力的计算及调整2.索力在桥博中的索力在桥博中的调整方法

6、调整方法5.5.针对此类桥型的建模工具：针对此类桥型的建模工具：（1 1）建模方法：构件建模法）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 2）建模工具：）建模工具：问题：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截面有效分布宽度自动计算混凝土收缩徐变混凝土收缩徐变支点负弯矩削峰支点负弯矩削峰任意模式

7、梯度温度模式任意模式梯度温度模式国内全部规范国内全部规范活载模式活载模式图形化的钢筋钢束设计界面图形化的钢筋钢束设计界面钢束竖弯/平弯支持：CAD图形导入本案例中采用钢束导入竖弯 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墙式墩钢筋布置的重用 问题：问题：钢束输入数据量大，线形数据太多，重复输入悬浇施工的力学过程模拟：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计算结果快速查询：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

8、构件模板基础构件模板计算书快速生成：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、总体信息规范选取规范选取计算内容计算内容计算设置计算设置（1 1）界面介绍）界面介绍总体信息：对计算的总体设置对计算的总体设置3、结构建模3、结构建模3.1 3.1 结构建模界面介绍结构建模界面介绍项目管项目管理树理树工具栏工具栏三维交互三维交互窗口窗口命令窗口命令窗口 建模方法：建模方法：构件式建模构件式建模 面向用户面向用户:桥梁专业数据输入接口桥梁专业数据输入接口跨径跨径 桥梁构件桥梁构件 施工信息等施工信息等 程序处理：程序处理：自动离散程有限元分析模型自动离散程有限元分析模型3、结构建

9、模3.1 3.1 结构建模界面介绍结构建模界面介绍轴线轴线/构件构件专门针对桥梁构件的建模工具专门针对桥梁构件的建模工具节点编辑节点编辑构件编辑构件编辑 建模工具：构件建模，专业针对性建模工具：构件建模，专业针对性常规建模、高级建模、截面设计、施工信息常规建模、高级建模、截面设计、施工信息高级建模高级建模施工信息施工信息截面设计截面设计 3.2.1 3.2.1 跨径建梁：跨径建梁方式跨径建梁：跨径建梁方式/导入轴线方式导入轴线方式 3.2.2 3.2.2 截面设计：截面绘制截面设计：截面绘制 参数截面参数截面 截面定义截面定义 计算设置计算设置 特征节点特征节点 3.2.3 3.2.3 施工块

10、段划分：施工段施工块段划分：施工段 建段建段/块块 插入块插入块 3.2.4 3.2.4 批量创建墩柱：批量导入墩柱批量创建墩柱：批量导入墩柱 钢臂添加钢臂添加 3.2.5 3.2.5 构件属性修改：梁构件属性修改：梁 墩柱墩柱 构件属性刷构件属性刷 3.2.6 3.2.6 建挂篮：建立挂篮建挂篮：建立挂篮 挂篮模板挂篮模板 挂篮轨迹挂篮轨迹3.2 3.2 斜拉桥结构建模关键点斜拉桥结构建模关键点3、结构建模 轴线导入方式：轴线导入方式：（1 1）轴线导入：）轴线导入：二维轴线：导入二维坐标，导入到当前工作面二维轴线：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：

11、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轴线方向的修改3.2.1 3.2.1 跨径建梁跨径建梁/轴线导入轴线导入3、结构建模跨径建梁方式跨径建梁方式（2 2）设置跨径：节点定义）设置跨径：节点定义跨径分界线跨径分界线节点位置：相对于梁的起点终点（支持参数）节点位置：相对于梁的起点终点（支持参数）节点特征名：特征节点节点特征名：特征节点跨径分界线跨径分界线/悬臂：影响有效分布宽度的计算悬臂：影响有效分布宽度的计算负弯矩折减负弯矩折减/支承宽度：负弯矩折减，总体信息中勾选

12、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跨径分界线/悬臂：影响有效分布宽度计算悬臂：影响有效分布宽度计算3、结构建模弯矩折减弯矩折减/支承宽度支承宽度/支承是否在梁底：影响支点负弯矩折减计算支承是否在梁底：影响支点负弯矩折减计算 弯矩折减：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：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：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3.2.3 3.2.3 截面设计截面设计3

13、、结构建模 截面：截面：截面绘制截面绘制 截面定义截面定义 特征线设置特征线设置 参数截面参数截面 安装截面安装截面 特征节点特征节点 截面：连续的闭合区域（外轮廓实区截面：连续的闭合区域（外轮廓实区+内轮廓空区）内轮廓空区）输入：图形绘制输入：图形绘制/表格输入表格输入/CAD/CAD导入导入特征线：悬臂线特征线：悬臂线/腹板线腹板线/分梁线分梁线有效分布宽度：公路箱梁有效分布宽度：公路箱梁+上下缘上下缘梯度温度：规范梯度温度：规范+沥青铺装厚度（仅影响温度）沥青铺装厚度（仅影响温度）（1 1）截面绘制与定义）截面绘制与定义 截面：截面绘制截面：截面绘制 截面定义截面定义 计算设置计算设置

14、特征节点特征节点3.2.3 3.2.3（2 2）截面特征点设置）截面特征点设置3、结构建模附加荷载，可以随构件安装施加，也可以在施工阶段进行添加附加荷载，可以随构件安装施加，也可以在施工阶段进行添加3、结构建模3.2.4 3.2.4 施工块段划分施工块段划分 施工：施工段施工：施工段 建段建段/块块 插入块插入块 施工段参数施工段参数边跨节点划分边跨节点划分建悬浇段，建块模板建悬浇段，建块模板插块快速建模插块快速建模块复制块复制块镜像块镜像3、结构建模3.2.4 3.2.4 施工块段划分施工块段划分 施工：施工段施工：施工段 建段建段/块块 插入块插入块 施工段参数施工段参数插块快速建模插块快

15、速建模注意块定义范围：注意块定义范围：块模板：块模板：LSG04LSG04右截面右截面LSG29LSG29左截面左截面该范围内的节点属性和截面会被引用该范围内的节点属性和截面会被引用LSG04LSG04右截面右截面 LSG29LSG29左截面左截面LSG29LSG29右截面右截面 LSG04LSG04左截面左截面插块：插块：镜像：镜像：LSG29LSG29右截面右截面 LSG04LSG04左截面左截面3、结构建模3.2.4 3.2.4 施工块段划分施工块段划分 施工：施工段施工：施工段 建段建段/块块 插入块插入块 施工段参数施工段参数施工段重命名施工段重命名3、结构建模3.2.5 3.2.5

16、 创建墩柱、桥塔创建墩柱、桥塔在导入的轴线上建梁，并赋予桥塔、桥墩截面信息，设置对应的构件属性在导入的轴线上建梁，并赋予桥塔、桥墩截面信息，设置对应的构件属性3、结构建模3.2.6 3.2.6 构件属性修改构件属性修改桥塔桥塔墩柱墩柱构件属性：梁构件属性：梁 墩柱墩柱 构件属性刷构件属性刷3、结构建模3.2.7 3.2.7 建挂篮建挂篮 挂篮：建梁挂篮：建梁挂篮模板挂篮模板挂篮轨迹挂篮轨迹 挂篮模拟挂篮模拟创建组成挂篮的梁，修改属性创建组成挂篮的梁，修改属性创建挂篮模板：挂篮自身数据创建挂篮模板：挂篮自身数据创建挂篮轨迹：挂篮移动参数创建挂篮轨迹：挂篮移动参数3、结构建模3.2.8 3.2.8

17、 拉索拉索 拉索：设置索锚点拉索：设置索锚点创建拉索创建拉索修改拉索属性修改拉索属性创建索锚点创建索锚点创建拉索创建拉索修改拉索属性修改拉索属性4、钢束设计4、钢束设计4.1 4.1 钢束设计简介钢束设计简介钢束型号与线形数据钢束型号与线形数据批量引用批量引用调束工具调束工具编辑工具编辑工具视口管理视口管理 图形化钢束设计界面图形化钢束设计界面 预定义钢束型号数据预定义钢束型号数据 数字化钢束线形数字化钢束线形 多种钢束数据输入方式：绘制多种钢束数据输入方式：绘制+CAD+CAD导入导入 多视口管理：竖弯多视口管理：竖弯+平弯，不同部位钢束线形独立管理平弯，不同部位钢束线形独立管理 钢束快速布

18、置：钢束快速布置：调束工具：动态调整钢束调束工具：动态调整钢束+显示效应图显示效应图4、钢束设计4.2 4.2 斜拉桥钢束设计关键点斜拉桥钢束设计关键点 4.2.1 4.2.1 钢束型号钢束型号 4.2.2 4.2.2 钢束绘制（正向设计）：钢束竖弯钢束绘制（正向设计）：钢束竖弯横向布置横向布置钢束平弯钢束平弯 4.2.3 4.2.3 批量生成：钢束批量生成批量生成：钢束批量生成 复制复制/镜像镜像 块复制块复制/镜像镜像 重用重用 4.2.4 4.2.4 钢束导入（结构验算）：竖弯导入钢束导入（结构验算）：竖弯导入平弯导入（可选）平弯导入（可选）4.2.5 4.2.5 属性修改：属性修改属性

19、修改：属性修改属性汇总属性汇总4、钢束设计4.2.1 4.2.1 钢束材料型号定义钢束材料型号定义锚具：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0.25，管道偏差系数0.0015。预应力钢绞线：采用国家标准低松弛钢绞线，fpk=1860MPa，公称直径s15.2，松弛率=0.035，松弛系数=0.3。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。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：松弛率：4、钢束设计4.2.2 4.2.2 钢束绘制钢束绘制钢束绘制钢束绘制导线点绘制导线点绘制图形界面编辑：线形图形界面编辑：线形+标尺寸标注标

20、尺寸标注多视口：多视口：顶板束顶板束/底板束底板束/腹板束腹板束竖弯视口竖弯视口/平弯视口平弯视口钢束平弯钢束平弯基线为钢束位置（非平弯弯头段）基线为钢束位置（非平弯弯头段）纵向位置为参考位置：导线点参考线纵向位置为参考位置：导线点参考线三维线形三维线形=竖弯竖弯+横向横向+平弯平弯4、钢束设计4.2.3 4.2.3 钢束导入钢束导入竖弯竖弯CADCAD导入：导入：坐标原点为梁左上角坐标原点为梁左上角每根钢束一个图层每根钢束一个图层支持导线点支持导线点/真实曲线模式真实曲线模式平弯平弯CADCAD导入：导入：坐标原点坐标原点自动对齐钢束自动对齐钢束X/YX/Y每根钢束一个图层每根钢束一个图层支

21、持导线点支持导线点/真实曲线模式真实曲线模式4、钢束设计4.2.5 4.2.5 钢束属性修改与汇总钢束属性修改与汇总导线点参数导线点参数名称材料名称材料张拉类型张拉类型横向布置横向布置（钢束实例）（钢束实例）连接器连接器张拉批次：施工阶段钢束张拉灌浆以批次为单位的张拉批次：施工阶段钢束张拉灌浆以批次为单位的汇总修改汇总修改实例汇总与钢束属性：修改联动实例汇总与钢束属性：修改联动5、钢筋设计5、钢筋设计墩柱钢筋：纵筋32，110+140+48*125+2*140+4*125+2*140+48*125+2*140+4*125箍筋2612，66+40*100,150+67*150断面式钢筋：需先建立

22、断面视口同步生成立面模板，立面模板纵筋位置非实际位置，布置以断面视口为准钢筋删除操作需分别删除横向布置和立面模板 骨架钢筋与并置根数6、施工分析施工模拟施工模拟挂篮操作挂篮操作安装挂篮浇筑混凝土，计湿重安装构件，张拉钢束，转移锚固挂篮前移，张拉拉索浇筑混凝土计湿重 荷载施加：同名表示同一工况，不同类型荷载不应同名集中荷载、线型荷载、强迫位移、梯度温度 收缩徐变：运营期收缩徐变，施加于最后一个施工阶段，作为永久作用施加于结构上7、运营分析荷载添加荷载添加1、温度荷载:截面设计中定义梯度温度规范2、汽车荷载/人群荷载：纵向/横向/影响面3、支座沉降：同名表示同一工况（差异沉降因不同名）计算支持：并发反力、屈曲分析、抗倾覆验算8、结果查询结果查询结果快速查询结果快速查询查询模板查询模板9、生成计算书生成计算书敬请批评指正！