橋梁博士V4工程案例教程預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋

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Co.,Ltd.教程大綱0、工程概況1、軟件特點(diǎn)2、總體信息3、結(jié)構(gòu)建模4、鋼束設(shè)計(jì)5、鋼筋設(shè)計(jì)6、施工分析7、運(yùn)營分析8、結(jié)果查詢9、計(jì)算書0、工程概況橋型布置

橋型：預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)箱梁

公路等級：公路-Ⅰ級

跨徑：45m+80m+80m+45m

橋面布置：橋梁寬度12.5米（1.25米人行道+0.5米防撞護(hù)欄

+9.0米行車道+0.5米防撞護(hù)欄+1.25米人行道）；橋墩：雙薄壁墩，墩身橫橋向?qū)挾?.5米，厚度為1米基礎(chǔ)：承臺樁基礎(chǔ)，承臺平面尺寸為10.5×7.6米，厚3.0米，基礎(chǔ)采用6φ1.8米鉆孔灌注樁。工程材料與構(gòu)造特征

材料：①

混凝土：主梁C55，主墩C40，基礎(chǔ)C30②

鋼筋：HRB400，HBP300③

預(yù)應(yīng)力鋼絞線：fpk=1860MPa，公稱直徑Φs15.2

主梁：全預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)

截面：單箱單室

尺寸：梁高2.6m~5.1m，頂寬12.5m，底寬6.5m，腹板

厚45~80cm，頂板厚28cm~50cm，底板厚30cm~80cm二次拋物線

施工方法：

?

墩頂現(xiàn)澆，0~1號塊段

?

懸澆施工，2~10號塊段

?

邊跨現(xiàn)澆，3.88m?

邊跨合攏，2m?

中跨合攏，2m1、軟件特點(diǎn)橋梁博士V4.0針對懸澆施工連續(xù)剛構(gòu)橋的特色功能

程序采用高度抽象和數(shù)字化的規(guī)范庫。對公路橋涵相關(guān)的橋通規(guī)、混凝土規(guī)范、鋼橋、組合梁、基礎(chǔ)等規(guī)范進(jìn)行了集成，形成格式化的計(jì)算輸出和驗(yàn)算配置表格，集成成2018公路規(guī)范庫，全面支持公路等行業(yè)最新橋梁規(guī)范。

對2018公路橋涵混凝土新規(guī)范的支持

問題：2018年11月1號即將實(shí)施的公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土規(guī)范是否支持？規(guī)范驗(yàn)算規(guī)范條文類型序號驗(yàn)算項(xiàng)JTG3362-2018承載能力極限狀態(tài)1正截面抗彎承載力驗(yàn)算5.1.2-5.2.8,5.3、5.4、2斜截面抗剪承載力驗(yàn)算5.2.93抗扭、抗剪扭承載力驗(yàn)算5.54受壓區(qū)高度驗(yàn)算5.2.15開裂彎矩、最小配筋率驗(yàn)算9.1.12、9.1.13正常使用極限狀態(tài)6混凝土抗裂正應(yīng)力、主應(yīng)力驗(yàn)算（全/A類）6.37混凝土裂縫寬度驗(yàn)算（B類/鋼筋）6.48變形計(jì)算（撓度及預(yù)拱度）6.5應(yīng)力驗(yàn)算9混凝土正應(yīng)力、主壓應(yīng)力7.110鋼束拉應(yīng)力短暫狀態(tài)11混凝土正應(yīng)力、主拉應(yīng)力7.2.4、7.2.5、7.2.712鋼筋壓應(yīng)力7.2.4驗(yàn)算項(xiàng)目匯總JTG3362-2018

公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范

針對此類橋型的建模工具：

（1）建模方法：構(gòu)件建模法

本案例的建模分為：梁+墩+基礎(chǔ)，3部分

更加貼近橋梁工程專業(yè)，避開有限元節(jié)點(diǎn)單元的離散模

型結(jié)構(gòu)，降低建模難度。（2）建模工具：

問題：變截面擬合問題

截面參數(shù)化，通過程序內(nèi)置函數(shù)，實(shí)現(xiàn)變截面的

參數(shù)化表達(dá)

問題：對稱結(jié)構(gòu)，反復(fù)輸入問題

對稱結(jié)構(gòu)，完成一半建模后可直接

通過插塊命令鏡像/復(fù)制生成另一半

模型

支持的專業(yè)算法例如，通過截面特特征線及有效分布寬度的設(shè)置自動計(jì)算有效分布寬度自動計(jì)算。懸臂線分梁線懸臂線腹板線腹板線?

截面有效分布寬度自動計(jì)算?

混凝土收縮徐變?

支點(diǎn)負(fù)彎矩削峰?

任意模式梯度溫度模式?

國內(nèi)全部規(guī)范活載模式?本案例中采用鋼束導(dǎo)入豎彎及平彎線形數(shù)據(jù)

相似結(jié)構(gòu)的鋼束線型：塊鏡像、塊復(fù)制、重用

?

中邊跨、中跨鋼束間的塊鏡像塊復(fù)制

?

薄壁墩鋼筋布置的重用

圖形化的鋼筋鋼束設(shè)計(jì)界面

問題：變截面梁鋼筋/鋼束線形數(shù)據(jù)輸入

支持自動參考構(gòu)造線生成線形

?

本案例中跨中底板束、邊跨底板束采用參考線模式

問題：鋼束輸入數(shù)據(jù)量大，線形數(shù)據(jù)太多，重復(fù)輸入

鋼束豎彎/平彎支持：CAD圖形導(dǎo)入5.懸澆施工的力學(xué)過程模擬：

支持施工塊段劃分、對掛籃及懸澆施工過程進(jìn)行抽象，面向用戶的是掛籃施工過程，程序自動進(jìn)行力學(xué)模擬6.計(jì)算結(jié)果快速查詢：

預(yù)定義計(jì)算結(jié)果查詢模板，一鍵查詢構(gòu)件對應(yīng)的規(guī)范驗(yàn)算項(xiàng)?

本案例中的全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件模板、鋼筋混凝土構(gòu)件模板基礎(chǔ)構(gòu)件模板7.計(jì)算書快速生成：

預(yù)定義計(jì)算書模板，一鍵生成計(jì)算書2、總體信息2、總體信息

①規(guī)范選取

②計(jì)算內(nèi)容③計(jì)算設(shè)置④材料參數(shù)⑤地層參數(shù)⑥鉆孔數(shù)據(jù)（1）界面介紹總體信息：對計(jì)算的總體設(shè)置規(guī)范、計(jì)算內(nèi)容、材料及地質(zhì)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)置+墩臺水平力設(shè)置。索引名稱孔口標(biāo)高常水位標(biāo)高鉆孔土層MZK1115.9920.45淤泥質(zhì)土,5;卵石,1.1;中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖,28.8MZK1711.4920.45淤泥質(zhì)土,4.5;卵石,0.4;中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖,30.2MZK2313.920.45淤泥質(zhì)土,4.2;卵石,0.8;中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖,30MZK1614.9320.45淤泥質(zhì)土,4.1;卵石,0.9;中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖,29.5MZK2211.420.45淤泥質(zhì)土,4.3;卵石,0.8;中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖,29.9MZK2815.2720.45淤泥質(zhì)土,4.7;卵石,0.4;中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖,25名稱材料類型材料索引粉煤灰參量說明C40混凝土C400C30混凝土C300C55混凝土C550鋼絞線d=15.2_fpk=1860預(yù)應(yīng)力鋼絞線d=15.2_fpk=1860HPB300鋼筋HPB300HRB400鋼筋HRB400預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋d=25_fpk=1080索引名稱重度是否透水壓縮模量m/m0土內(nèi)摩擦角側(cè)摩阻（kPa）承載力基本容許值寬度修正系數(shù)深度修正系數(shù)承載力容許值上限基底摩擦系數(shù)淤泥質(zhì)土17.1,17.1不透水壓縮模量#3.4#4000,40004255501.5,1.500.250000卵石22.5,22.5透水壓縮模量#48#55000,550003813035036,600.450000索引名稱承載力基本容許值飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值地基抗力系數(shù)端阻發(fā)揮系數(shù)側(cè)阻發(fā)揮系數(shù)是否為較完整巖石基底摩擦系數(shù)中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖12008.649550000.60.0510.6④鉆孔2、總體信息（2）參數(shù)設(shè)置

①材料

②土層

③巖層2、總體信息2、總體信息2、總體信息3、結(jié)構(gòu)建模①項(xiàng)目管理樹②工具欄③三維交互窗口④命令窗口3、結(jié)構(gòu)建模3.1

結(jié)構(gòu)建模界面介紹

建模方法：

構(gòu)件式建模

面向用戶:

橋梁專業(yè)數(shù)據(jù)輸入接口

跨徑\橋梁構(gòu)件\施工信息等

程序處理：自動離散程有限元分析模型②節(jié)點(diǎn)編輯③構(gòu)件編輯3、結(jié)構(gòu)建模3.1

結(jié)構(gòu)建模界面介紹

建模工具：構(gòu)件建模，專業(yè)針對性

?

常規(guī)建模、高級建模、截面設(shè)計(jì)、施工信息

①軸線/構(gòu)件——專門針對橋梁構(gòu)件的建模工具⑤高級建模⑥施工信息④截面設(shè)計(jì)

3.2.1

跨徑建梁：跨徑建梁方式/導(dǎo)入軸線方式

3.2.2

截面設(shè)計(jì)：①截面繪制→

②參數(shù)截面→

③截面定義→

④計(jì)算設(shè)置→

⑤特征節(jié)點(diǎn)→

⑥附加荷載

3.2.3

施工塊段劃分：①施工段→

②建段/塊→

③插入塊→④施工段參數(shù)

3.2.4

批量創(chuàng)建墩柱：①批量創(chuàng)建墩柱→

②墩柱移動/復(fù)制→

③鋼臂添加

3.2.5

構(gòu)件屬性修改：①梁→

②墩柱→

③基礎(chǔ)→

④構(gòu)件屬性刷

3.2.6

建掛籃：①建立掛籃→

②掛籃模板→

③掛籃軌跡3.2

連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)建模關(guān)鍵點(diǎn)3、結(jié)構(gòu)建模

軸線導(dǎo)入方式：（1）軸線導(dǎo)入：?

二維軸線：導(dǎo)入二維坐標(biāo)，導(dǎo)入到當(dāng)前工作面?

三維軸線：導(dǎo)入三維坐標(biāo)，與工作面無關(guān)?

三維軸線不能導(dǎo)入為二維軸線?

導(dǎo)入時(shí)可自動創(chuàng)建構(gòu)件，自動添加一般節(jié)點(diǎn)?

軸線方向的修改3、結(jié)構(gòu)建模3.2.1

跨徑建梁/軸線導(dǎo)入

跨徑建梁方式（2）設(shè)置跨徑：①節(jié)點(diǎn)定義→②跨徑分界線?

節(jié)點(diǎn)位置：相對于梁的起點(diǎn)終點(diǎn)（支持參數(shù)）?

節(jié)點(diǎn)特征名：特征節(jié)點(diǎn)?

跨徑分界線/懸臂：影響有效分布寬度的計(jì)算?

負(fù)彎矩折減/支承寬度：負(fù)彎矩折減，總體信息中勾選3、結(jié)構(gòu)建模3、結(jié)構(gòu)建模?

跨徑分界線/懸臂：影響有效分布寬度計(jì)算3、結(jié)構(gòu)建模

?彎矩折減/支承寬度/支承是否在梁底：影響支點(diǎn)負(fù)彎矩折減計(jì)算

彎矩折減：節(jié)點(diǎn)處勾選，總體信息中考慮彎矩折減需要勾選

支承寬度：左右支承寬度，一般為實(shí)際支座寬度的一半；輸入一個值，默認(rèn)節(jié)點(diǎn)左

右支承寬度相等，兩個值用逗號隔開

支承是否在梁底：勾選，按規(guī)范公式，a=支承寬度按45度角向中軸線高度擴(kuò)散后的

寬度，不勾選，a=支承寬度3、結(jié)構(gòu)建模

截面：①截面繪制→

②截面定義→

③

特征線設(shè)置→

④參數(shù)截面→

⑤安裝截面→

⑥特征節(jié)點(diǎn)→

⑦附加荷載?

截面：連續(xù)的閉合區(qū)域（外輪廓實(shí)區(qū)+內(nèi)輪廓空區(qū)）?

輸入：圖形繪制/表格輸入/CAD導(dǎo)入?

特征線：懸臂線/腹板線/分梁線?

有效分布寬度：公路箱梁+上下緣?

梯度溫度：規(guī)范+瀝青鋪裝厚度（僅影響溫度）3.2.3

截面設(shè)計(jì)

（1）截面繪制與定義①截面繪制②添加變量④參數(shù)編輯器③坐標(biāo)變量表示3、結(jié)構(gòu)建模3.2.3

（2）參數(shù)化變截面

截面：①截面繪制→

②截面定義→

③

特征線設(shè)置→

④參數(shù)截面→

⑤安裝截面→

⑥特征節(jié)點(diǎn)→

⑦附加荷載⑤特征線參數(shù)化3、結(jié)構(gòu)建模3.2.3

（3）變截面特征點(diǎn)設(shè)置

截面：①截面繪制→

②截面定義→

③

計(jì)算設(shè)置→

④參數(shù)截面→

⑤特征節(jié)點(diǎn)→

⑥附加荷載附加荷載，隨構(gòu)件安裝施加附加重力：-250kN3、結(jié)構(gòu)建模3.2.4

施工塊段劃分

施工：①施工段→

②建段/塊→

③插入塊→

④施工段參數(shù)①邊跨節(jié)點(diǎn)劃分②建懸澆段，建塊模板③插塊快速建模塊復(fù)制塊鏡像3、結(jié)構(gòu)建模3.2.4

施工塊段劃分

施工：①施工段→

②建段/塊→

③插入塊→

④施工段參數(shù)

③插塊快速建模

D1右截面→

S10左截面注意塊定義范圍：塊模板：S-10右截面→D1左截面該范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)屬性和截面會被引用

S10右截面→

D1左截面插塊：復(fù)制：S-10右截面→D1左截面鏡像：D1右截面→

S-10左截面3、結(jié)構(gòu)建模3.2.4

施工塊段劃分

施工：①施工段→

②建段/塊→

③插入塊→

④施工段參數(shù)

④補(bǔ)充截面合攏段左側(cè)施工節(jié)點(diǎn)S10選擇安裝合攏段截面3、結(jié)構(gòu)建模3.2.4

施工塊段劃分

施工：①施工段→

②建段/塊→

③插入塊→

④施工段參數(shù)施工段重命名②移動、復(fù)制生成對稱薄壁墩③添加鋼臂3、結(jié)構(gòu)建模3.2.5

批量創(chuàng)建墩柱

①批量創(chuàng)建墩柱

橋梁軸線

而不是墩柱軸線薄壁墩：6500×1000mm，間距4m

相對橋梁軸線的位置梁墩柱基礎(chǔ)-承臺樁基礎(chǔ)3、結(jié)構(gòu)建模3.2.6

構(gòu)件屬性修改

構(gòu)件屬性：①梁→

②墩柱→

③基礎(chǔ)→④構(gòu)件屬性刷順橋向鋼筋橫橋向鋼筋3、結(jié)構(gòu)建模3.2.6

構(gòu)件屬性修改構(gòu)件屬性：①梁→

②墩柱→

③基礎(chǔ)→④構(gòu)件屬性刷3、結(jié)構(gòu)建模3.2.7

建掛籃

掛籃：①建梁→②掛籃模板→③掛籃軌跡→

④掛籃模擬

②創(chuàng)建掛籃模板：掛籃自身數(shù)據(jù)

①創(chuàng)建組成掛籃的梁，修改屬性③創(chuàng)建掛籃軌跡：掛籃移動參數(shù)4、鋼束設(shè)計(jì)4、鋼束設(shè)計(jì)4.1

鋼束設(shè)計(jì)簡介

①鋼束型號與線形數(shù)據(jù)③調(diào)束工具②批量引用④編輯工具⑤視口管理

圖形化鋼束設(shè)計(jì)界面

預(yù)定義鋼束型號數(shù)據(jù)

數(shù)字化鋼束線形

多種鋼束數(shù)據(jù)輸入方式：繪制+CAD導(dǎo)入

多視口管理：豎彎+平彎，不同部位鋼束線形獨(dú)立管理

鋼束快速布置：

調(diào)束工具：動態(tài)調(diào)整鋼束+顯示效應(yīng)圖4、鋼束設(shè)計(jì)4.2

連續(xù)剛構(gòu)橋鋼束設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)

4.2.1

鋼束型號

4.2.2

鋼束繪制（正向設(shè)計(jì)）：①鋼束豎彎→②橫向布置→③鋼束平彎

4.2.3

批量生成：①鋼束批量生成→

②復(fù)制/鏡像→

③塊復(fù)制/鏡像→

④重用

4.2.4

鋼束導(dǎo)入（結(jié)構(gòu)驗(yàn)算）：①豎彎導(dǎo)入→②平彎導(dǎo)入（可選）

4.2.5

屬性修改：①屬性修改→②屬性匯總4、鋼束設(shè)計(jì)4.2.1

鋼束材料型號定義預(yù)應(yīng)力鋼絞線：采用國家標(biāo)準(zhǔn)低松弛鋼絞線，fpk=1860MPa，公稱直徑Φs15.2，松弛率ρ=0.035，松弛系數(shù)ζ=0.3。錨具：錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值按6mm（一端）計(jì)算；管道摩擦系數(shù)μ＝0.25，管道偏差系數(shù)κ＝0.0015。

專業(yè)化的鋼束型號數(shù)據(jù)表，預(yù)定義常用鋼束類型，供快速編輯引用。松弛率：4、鋼束設(shè)計(jì)4.2.2

鋼束繪制鋼束繪制?

導(dǎo)線點(diǎn)繪制?

圖形界面編輯：線形+標(biāo)尺寸標(biāo)注多視口：?

頂板束/底板束/腹板束?

豎彎視口/平彎視口鋼束平彎?

基線為鋼束位置（非平彎彎頭段）?

縱向位置為參考位置：導(dǎo)線點(diǎn)參考線三維線形=豎彎+橫向+平彎4、鋼束設(shè)計(jì)4.2.3

鋼束批量生成批量生成鋼束復(fù)制/鏡像：不聯(lián)動塊復(fù)制/鏡像：聯(lián)動重用：不同構(gòu)件間的鋼束引用，支持復(fù)制/鏡像塊鏡像/塊復(fù)制條件：結(jié)構(gòu)相似4、鋼束設(shè)計(jì)4.2.5

鋼束導(dǎo)入

豎彎CAD導(dǎo)入：

?

坐標(biāo)原點(diǎn)為梁左上角

?

每根鋼束一個圖層

?

支持導(dǎo)線點(diǎn)/真實(shí)曲線模式平彎CAD導(dǎo)入：

?

坐標(biāo)原點(diǎn)→自動對齊鋼束X/Y

?

每根鋼束一個圖層

?

支持導(dǎo)線點(diǎn)/真實(shí)曲線模式4、鋼束設(shè)計(jì)4.2.5

鋼束屬性修改與匯總①名稱材料張拉類型②導(dǎo)線點(diǎn)參數(shù)③橫向布置（鋼束實(shí)例）④連接器張拉批次：施工階段鋼束張拉灌漿以批次為單位的⑤匯總修改實(shí)例匯總與鋼束屬性：修改聯(lián)動4、鋼束設(shè)計(jì)4.2.5

鋼束實(shí)例線型預(yù)覽4、鋼束設(shè)計(jì)4.2.6

豎向預(yù)應(yīng)力束豎向預(yù)應(yīng)力束平面布置

型號：φ32預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋

極限強(qiáng)度：930MPa

張拉控制應(yīng)力：651MPa5、鋼筋設(shè)計(jì)主梁鋼筋：頂緣鋼筋85φ16，-6189+20*150+108+2