桥博建模注意事项

满布人群荷载: 根据您输入的满人总宽度以及人群集度和满布人行的横向分布调整系数, 调整影响线数值供活载计算模块计算使用。

特殊荷载：为一种用户自定义的验算荷载, 特殊荷载的计算只将您输入的特载横向分布调整系数计入到影响线中供活载计算模块使用。

特殊车列：为一种用户自定义的汽车车列，只将特殊车列横向分布系数计入到影响线中供加载使用。

中-活载：铁路标准活载，只将中-活载横向分布系数计入到影响线中供加载使用。

轻轨：地铁荷载，只将轻轨横向分布系数计入到影响线中供加载使用。

注1: 系统在荷载组合时将汽车+冲击力+人群的效应与满布人群的效应相比较取其大者; 将挂车荷载效应与特殊荷载效应相比较取其大者; 在截面配筋或截面验算时分别取用相应的规范限值。

注2: 如果您在总体控制信息中选择了考虑梁-柱非线性或考虑几何非线性的一种或两种, 对于汽车和人群的计算则全部考虑结构的几何非线性影响来迭代计算其结构效应,迭代计算的过程是采用拖动坐标, 同时考虑梁-柱效应和拉索的垂度引起的非线性, 结构各单元的初始内力是施工阶段结束时的结构总内力。对于挂车和特殊荷载的计算未计入非线性的影响。如果您选择了几何非线性而没有选择梁-柱非线性, 则系统忽略梁-柱非线性。对于拉索的垂度引起的非线性系统自动计入。

桥梁博士

结构几何非线性计算原理

结构的几何非线性的计算原则如下:

在结构进行下次计算之前, 修正节点的坐标值, 重新计算单元的刚度矩阵, 使结构的平衡位臵建立在新的节点位臵上。

注: 系统在施工阶段的几何非线性计算时没有采用迭代计算, 而是考虑增量理论对荷载增量所引起的增量效应作为高阶量忽略。在下一个计算阶段计算前, 修正节点的坐标。如果结构是一次落架完成的, 系统将不计算非线性的影响, 这是根据以下分析来考虑的: 结构的几何非线性一般只在特大跨径桥梁中才有显著的影响, 而特大桥梁的荷载不可能是一次施加的, 必需通过逐步的荷载增量添加的, 所以系统没有采用在施工阶段迭代计算。但是, 对于使用阶段的汽车和人群的计算, 由于汽车和人群的荷载量值较大, 因而不能再沿用增量理论, 而是采用了严格的反复迭代计算, 最终找到真实的节点平衡位臵。

桥梁博士

结构梁-柱非线性计算原理

结构的梁-柱非线性的计算原则如下:

在结构进行本次计算之前, 根据单元的初始内力得到单元考虑梁-柱效应的刚度矩阵, 依此考虑结构的梁-柱非线性效应。

注: 系统在施工阶段的梁-柱非线性计算时没有采用迭代计算, 而是考虑增量理论对荷载增量所引起的增量效应作为高阶量忽略。在下一个计算阶段计算前,重新形成单元的刚度矩阵。如果结构是一次落架完成的, 系统将不计算非线性的影响, 这是根据以下分析来考虑的: 结构的梁-柱非线性一般只在特大跨径桥梁中才有一定的影响, 而特大桥梁的荷载不可能是一次施加的, 必需通过逐步的荷载增量添加的, 所以系统没有采用在施工阶段迭代计算。但是, 对于使用阶段的汽车和人群的计算, 由于汽车和人群的荷载量值较大, 因而不能再沿用增量理论, 首先由于几何非线性影响较大, 必需修正节点的坐标, 从而重新形成单元刚度矩阵, 在重新形成刚度矩阵时进一步考虑梁-柱非线性是非常方便的, 系统认为您只选择考虑梁-柱非线性计算时, 对于活载的计算是没有意义的, 因而系统仍然考虑几何非线性, 但是如果您没有选择梁-柱非线性, 则系统忽略梁-柱非线性。在大跨径桥梁中，梁柱非线性的影响很小，从设计角度讲，可以忽略。

桥梁博士

其它计算原理

▲系统在直线桥梁设计计算时节点坐标以及相关单元的刚臂形成原则如下:

1.如果该节点处通过的单元有水平单元,则系统将根据所有水平单元在该节点的截面中性轴坐标的平均值作为该节点的坐标,所有通过该节点的单元在此处的刚臂为各单元此节点的截面中性轴坐标与该节点坐标的差值; 2.如果该节点处通过的单元没有水平单元,则按如下原则:

2-1:如果有竖向单元,则按所有竖向单元在该节点的截面中性轴X坐标的平均值作为该节点的X坐标,全部单元在该节点的截面中性轴Y坐标的平均值作为该节点的Y坐标，所有通过该节点的单元在此处的刚臂为各单元此节点的截面中性轴坐标与该节点坐标的差值;

2-2:如果没有竖向单元,则按所有通过该节点单元在该节点的截面中性轴坐标的平均值作为该节点的坐标,所有通过该节点的单元在此处的刚臂为各单元此节点的截面中性轴坐标与该节点坐标的差值;

2-3：如果采用平均值不合理，则用户需要人为设定主控构件，如下图示。

则在总体信息输入窗口中应输入控制节点位臵的单元为5-6。一般只有当存在节点中没有任何水平单元通过时，且节点坐标不重合，如上图示，才采用人工干预，而不是采用平均值。坡度小于20%的单元系统认为是水平单元。控制节点位臵的单元应是通过该节点所有单元中抗弯刚度较大的单元。

注1:在阶段计算模型的图形绘制中的节点坐标是根据上述原则形成的,结构的绘制是按照节点坐标给出的,系统没有绘制刚臂的信息;可以在结构的几何外形图中看到单元与节点的关系

注2:单元的两端内力是指截面中性轴处的内力,位移则是节点处的位移;对于单元的各种内力图绘制中,系统没有绘制单元的刚臂;

注3:以上所指的截面中性轴全部是指全截面的换算截面的中性轴;

注4:系统在各施工阶段都将根据单元截面的施工状态调整截面的中性轴位臵和单元的刚臂信息,特别在沿截面高度方向上的分阶段施工以及组合构件的收缩徐变计算中,如果中性轴位臵的变动过大,对于单元的内力而言有二义性,系统解决的方法是应力的计算是按照增量计算的,即各种弹性内力的应力都是按照单元受力时的截面中性轴计算截面上的应力,对于组合构件以及带有普通钢筋和内钳钢板的截面的收缩徐变应力的计算是按照初应变理论,考虑混凝土由于收缩徐变引起的截面应力重分布(收缩徐变自应力)以及收缩徐变次内力引起的截面次应力经迭加合成的;

▲结构的拉索垂度引起的非线性影响, 系统是自动完成的。

桥梁博士

桥梁设计荷载

公路规范JTJ021-89第2.1.1条公路桥涵设计荷载分类如下共21种荷载:

1. 结构重力: 结构材料的重量

2. 预加应力: 预应力钢筋(束)的力学效应 3. 土的重力及土侧压力

4. 混凝土收缩徐变的影响力 5. 基础变位影响力 6. 水的浮力 7. 汽车

8. 汽车冲击力 9. 离心力

10. 汽车引起的土侧压力 11. 人群

12. 平板挂车

13. 平板挂车引起的土侧压力 14. 风力

15. 汽车制动力 16. 流水压力 17. 冰压力

18. 温度影响力 19. 支座摩阻力 20. 地震力

21. 船只或漂流物撞击力

桥梁博士系统在此基础上增加了许多荷载类型，定义如下:

1. 结构重力: 在项目计算中把结构重力扩展为施工阶段结构最终效应(仅在承载能力极限状态的组合时扣除预应力的影响力)。

2. 预加应力: 在项目计算中仅为正常使用阶段的预应力损失影响力。 3. 土的重力及土侧压力。

4. 混凝土收缩影响力: 在项目计算中仅为正常使用阶段的收缩影响力 5. 混凝土徐变影响力: 在项目计算中仅为正常使用阶段的徐变影响力 6. 基础变位影响力1-3 7. 水的浮力

8. 汽车最大弯矩 9. 汽车最小弯矩 10. 汽车最大剪力 11. 汽车最小剪力 12. 汽车最大轴力 13. 汽车最小轴力

14. 汽车冲击力(用冲击系数表示)

15. 离心力

16. 汽车引起的土侧压力 17. 人群最大弯矩 18. 人群最小弯矩 19. 人群最大剪力 20. 人群最小剪力 21. 人群最大轴力 22. 人群最小轴力 23. 挂车最大弯矩 24. 挂车最小弯矩 25. 挂车最大剪力 26. 挂车最小剪力 27. 挂车最大轴力 28. 挂车最小轴力

29. 挂车引起的土侧压力 30. 风力1-6

31. 汽车制动力1-2 32. 流水压力 33. 冰压力

34. 整体升温影响力 35. 整体降温影响力