桥梁博士--桥梁工程电算

目录上机基础练习题一：三跨连续梁桥建模...............................1上机基础练习题二：钢管拱桥的建模..................................6上机综合练习题一：等截面简支T梁的建模......................16上机综合练习题二：变截面连续箱梁的挂篮施工.................25上机综合练习题三：40m预应力简支T梁的安全性验算.......31附件：桥梁博士的安装.................................................321上机基础练习题一：三跨连续梁桥建模一、目的要求：1、了解桥梁博士操作的基本步骤；2、掌握“直线快速编译器”的使用方法；3、掌握“向前抛物线”“向后抛物线”的意义；4、掌握图形窗口的基本操作方法；5、掌握截面输入的基本方法。二、教学课时：2课时三、教学内容与步骤：我们现在拟定建立如下图所示的模型：模型参数：3跨连续梁，边跨30m，中跨40m，都呈抛物线变化，模型共分100个单元，每单元为1m，截面形状如上图（具体尺寸见后面），为铅直腹板单箱双室，边跨梁高2500mm，跨中梁高1400mm。下面介绍具体建立过程：步骤一：选择菜单栏的项目创建工程项目，建立新工程。步骤二：在数据菜单中选择“输入单元特征信息”，见下图2步骤三：建立新工程，在输入单元特性信息对话筐中，点击快速编译器的直线编译器，如下图所示：步骤四：如上图在编辑内容的复选框内把4个复选按钮都勾上，编辑单元号：1-100，左节点号：1-100，右节点号：2-101，分段长度：100*1，起点x=0y=0，终点x=1，y=0，如下图：3步骤五：添加控制截面。1、在控制点距起点距离这一栏，依次添加0、15、30、50、70、85、90，如下图所示：2、选定控制截面0米处，点击截面特征，输入截面类型和尺寸，如下图：（注意：在输完截面类型和尺寸后回到主菜单后一定要点击一下“修改”这个按钮）43、依次选定控制截面15、30、50、70、85、100米处，点击截面特征，输入截面类型和尺寸，方法如上一步。步骤六：修改截面的拟合类型。0米处：直线内插15米处：向后抛物线30米处：向前抛物线50米处：向后抛物线70米处：向前抛物线85米处：向后抛物线100米处：向前抛物线（注意，每次修改了拟合类型后都要按“修改”这个按钮）修改完以后如下图所示：再按确定就可以输出单元了向前抛物线：以该点及该点前面两个点（共三个点）拟合二次抛物线；向后抛物线：以该点及该点前面一个点和后面一个点（共三个点）拟合二次抛物线。5步骤七：输出后，我们现在来看看三维效果图：熟悉图形窗口的操作方法：1、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；2、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；3、全图显示:Ctrl+鼠标左键双击6上机基础练习题二：钢管拱桥的建模一、目的要求：1、了解下承式钢管拱桥建模的基本步骤；2、掌握“拱肋快速编译器”的使用方法；3、掌握附加截面的使用方法；4、掌握单元性质的快速修改方法；5、掌握“平行快速编译器”的使用方法。二、教学课时：2课时三、教学内容与步骤：我们现在拟定建立如下图所示的模型：说明：1、桥面全长50m，分为50个单元，每个单元x方向分段长度为1m；2、系杆截面为2000×1000mm的矩形截面，材料为40号混凝土；3、拱肋单元分50个单元，每个单元x向分段长度为1m，拱肋截面为钢管内填C40混凝土，钢管半径R=1000mm，厚度T=120mm，为A3号钢；4、吊杆每隔5m设1根，拉索材料为270低级松弛钢绞线。具体的建立过程如下：步骤一：选择菜单栏的项目创建工程项目，建立新工程，如下图所示：7步骤二：在数据菜单中选择“输入单元特征信息”，见下图步骤三：先建立系杆单元，点击快速编译器的“直线”按钮，在编译框内，在编辑内容的四个复选框都钩上，编辑单元号：1-50，左节点号：1-50，右节点号：2-51；分段长度：50*1，如下图所示：8步骤四：输入截面特征，点击截面特征按钮，选择图形输入，找到矩形截面，然后输入B=2000，H=1000，确定，如下图：步骤五：控制断面定义。在控制点距起点距离输入框内填0，按添加按钮，然后在控制点距起点距离输入框内填50，再按添加按钮，见下图：9步骤六：做完以上步骤后，按确定按钮，这样，我们第一步的系杆就建好了，如下图：下面我们建立拱肋单元：步骤一：点击快速编译器的“拱肋”按钮，进入拱肋单元编译框，在编辑单元号一栏需要输入：51-100,左节点号：152-100，右节点号：52-10051，x向分段长度：50*1；控制点x1=0，y1=0，控制点x2=25，y2=12，控制点x3=50，y3=0，同样，编辑内容的4个复选框都勾上。如下图所示：10步骤二：点击控制截面输入截面形状，截面材料选择A3钢，输入钢管截面，点击图形输入，找到那个形状，输入数据R=1000，T=120，确定，如下图：然后输入内部的混凝土，在截面特征的对话框中，点击“附加截面”，截面材料选择40号混凝土，然后选择图形输入，选择圆形截面，输入R=880，确定，如下图：11步骤三：按确定后出现如下图形：现在我们来改变拱肋单元的性质，在上图的右上角有个“goto”按钮，在左上角显示着当前单元编号，我们在goto栏里输入51（51单元到100单元都是拱肋单元），然后按“goto”按钮，现在应该在左上角显示的当前单元号为51，然后在顶缘坐标里截面高度中点出坐标的复选框打上勾，在单元性质里选择组合构件，并把是否桥面单元复选框的勾去掉，这样，我们完成了第一个拱肋单元性质的修改，如下图：12下面我们来修改其他拱肋单元的性质；在快速编译器中点击“单元”按钮，把复选框“修改坐标性质”、“修改单元类型”、“修改桥面单元定义”这3个打上勾，在编辑单元里填入：52-100，在其他信息模板单元号里填51，然后确定，见下图：这样，我们就完成了拱肋的建立。下面来讲述吊杆的建立过程：步骤一，点击快速编译器的“平行”按钮，进入吊杆单元编译，在平行编译框内，编辑节点号复选框勾上，编辑单元号：101-109；左节点号：6-50/5；右节点号：56-100/5，然后确定。13如下图：步骤二：在快速编译器中点击“单元”按钮，选择“截取坐标”复选框，编辑单元号填入：101-109，按确定，如下图：然后用上面讲的办法转到101单元，修改它的单元性质，单元性质改为拉索，如下图：14然后再修改其他吊杆单元的性质，修改方法同上面拱肋单元的修改。点击快速编译器的“单元”按钮，在“修改单元性质”的复选框打上钩，编辑单元号填：102-109，其他信息模板单元号填：101，确定，如下图：这样吊杆就完成了，让我们来看一下三维效果图：1516上机综合练习题一：等截面简支T梁的建模一、目的要求：1、掌握横向分布系数的计算方法；2、掌握总体信息输入；3、掌握单元信息输入；4、掌握施工阶段信息输入；5、掌握使用阶段信息输入；6、掌握内力、位移的查询方法。二、教学课时：4课时三、教学内容与步骤：一座钢筋混凝土简支梁桥，C40混凝土，梁长19.96m，计算跨径19.5m，桥梁纵横断面如图3.1-图3.2所示。二期恒载6.3kN/m，汽车冲击系数μ=0.296。汽车荷载为公路-II级，人群荷载3.0kN/m210013048548548548516151996图3.1桥梁纵断面图757007516016016016018130148160图3.2桥梁横断面图步骤一：建立项目：略步骤二：输入总体信息1、计算类别：只计算内力位移；计算内容：只计算活载；动态加载步长：0.1；规范：中交04规范，其它保持默认，如图3.3；17图3.3：总体信息输入步骤三：输入单元信息1、计算跨径19.5m，分为40个单元，0.25m+38×0.5m+0.25m，菜单：数据输入单元特征信息，点击直线快速编辑器，如图3.4输入；图3.4：直线快速编辑器截面特征的输入采用Autocad导入，如图3.5所示，输入方法详见《用户使用手册》；图3.5：直线快速编辑器182、把1-40#单元性质改为钢筋砼构件，桥面单元，如图3.6所示；图3.6：单元信息输入步骤四：输入施工阶段信息1、菜单：数据输入施工阶段信息，安装杆件1-40，输入边界条件如图3.7；图3.7：边界条件输入2、在图形区域点击右键，选择“阶段单元外形”，再点击“更新显示”如图3.8所示；图3.8：施工阶段一193、点击“下一阶段”，再点击“永久荷载”，输入二期恒载如图3.9所示；图3.9：输入二期恒载4、点击菜单：查看显示内容设定显示永久荷载，如图3.10所示；图3.10：施工阶段二步骤五：输入使用阶段信息1、菜单：数据输入使用阶段信息，点击活荷载描述，如图3.11输入；图3.11：活荷载描述20横向分布系数的计算详见步骤六2、点击“自定义组合”，如图3.12输入图3.12：自定义组合输入3、升温温差，降温温差均为20℃。步骤六：横向分布系数的计算1、菜单：设计横向分布，选择杠杆法计算；2、点击“结构描述”如图3.13所示，点击“活载信息桥面布置”如图3.14所示图3.13：杠杆法输入图3.14：桥面布置输入3、点击“显示结果”如图3.15所示；21图3.15杠杆法计算横向分布系数4、选择“刚性横梁法”，点击“结构特征描述”如图3.16输入（注意：这里6片梁惯性矩一致，所以输入“5*1”，若不一致应分别输入）；图3.16刚性横梁法结构特征描述5、点击“显示结果”如图3.17所示；图3.17刚性横梁法计算横向分布系数这里只计算跨中内力，因此选择刚性横梁法计算的横向分布系数输入。步骤七：模型计算1、点击菜单项目输入数据诊断，如图3.18所示（如有蓝色红色文字即模型有错误）22图3.18数据诊断2、数据诊断没有错误则点击菜单项目执行项目计算（或重新执行项目）步骤八：内力位移查询和图形输出1、内力查询。点击菜单数据输出文本数据结果，如图3.19所示，选择“使用单项荷载”的“结构重力”“汽车MaxM”“人群MaxM”；组合类型输入“7”（自定义组合），文件名选择输出文件的位置，点击确定，内力结果如图3.20；图3.19内力查询图3.20内力查询结果232、位移查询。点击菜单数据输出文本数据结果，如图3.21所示，选择“使用单项荷载”的“结构重力”“汽车MaxM”“人群MaxM”；组合类型输入“7”（自定义组合），文件名选择输出文件的位置，点击确定，位移结果如图3.22；图3.21位移查询图3.22位移查询结果3、图形输出：点击菜单制图图形编辑器，打开制图程序，再点击菜单绘图直线桥，打开窗口如图3.23，“项目文件名”选择你的桥博项目文件所在位置，图3.23输出图形为结构重力作用下的弯矩图，如图3.24所示。24图3.23图形编辑器的输出图3.24结构重力作用下的弯矩图练习题：一座钢筋混凝土简支梁桥，C50混凝土，计算跨径21.5m，桥梁纵横断面如图3.1-图3.2所示。二期恒载8.3kN/m，汽车冲击系数μ=0.35。汽车荷载为公路-I级，人群荷载3.5kN/m2。（1）计算结构重力下跨中位移;（2）绘制汽车荷载作用下最大最小弯矩图（不考虑冲击）;(3)自定义荷载组合（1.2×结构重力+1.4×汽车+1.12×人群荷载），求在荷载组合下最大最小弯矩图及最大最小位移图。25上机综合练习题二：变截面连续箱梁的挂篮施工一、目的要求：1、掌握挂篮单元的模拟方法；2、掌握桥梁博士模拟挂篮施工的基本步骤；3、掌握估算预应力钢束面积的查询方法。二、教学课时：4课时三、教学内容与步骤：现在拟定建立如下图所示的模型：50003420535028050025060019008750190060050013750250250040040011704001200745060019