【文章內容簡介】 材料及設計參數(shù)預應力鋼絞線：彈性模量：195000MPa； 標準強度：1860MPa；抗拉強度設計值：1260MPa； 最大張拉控制應力：1395MPa；線膨脹系數(shù)：； 松弛率：；一端錨具回縮：6mm；混凝土：主梁混凝土采用C50。力學性能指標見表41。 C50混凝土力學指標項目C50彈性模量Ec（MPa）34500剪切模量Gc（MPa）13800泊松比υc軸心抗壓強度標準值fck（MPa）軸心抗拉強度標準值ftk（MPa）t軸心抗壓強度設計值fcd（MPa）軸心抗拉強度設計值ftd（MPa）線膨脹系數(shù)1e005 用戶通過“文件”下拉式菜單，選擇“新建項目組”或“打開項目組”通過“項目”下拉式菜單選擇“創(chuàng)建項目”，或者在項目組管理窗口，通過右鍵來點擊“創(chuàng)建項目”，此時彈出“創(chuàng)建項目”窗口。 創(chuàng)建項目示意圖輸入項目名稱、通過點擊“瀏覽”來選擇存儲路徑，在下拉條中選擇項目類型。創(chuàng)建項目后，程序出現(xiàn)了如圖 4所示的界面。現(xiàn)在用戶就可以根據(jù)事先的準備，輸入數(shù)據(jù)了。在一個項目組中，創(chuàng)建一個新項目，或通過雙擊打開一個既有項目，程序均會出現(xiàn)如圖 4所示的數(shù)據(jù)文檔窗口，在此窗口輸入或查看所有的計算原始數(shù)據(jù)。 輸入總體信息 如圖所示，在打開數(shù)據(jù)文檔后系統(tǒng)將自動進入總體信息輸入界面，用戶可通過右菜單，或“數(shù)據(jù)”下拉菜單，切換輸入界面。 此界面的最左側是項目管理窗口。輸入窗口的下部是圖形顯示窗口，用戶可以用右鍵切換顯示信息，以幫助用戶判斷輸入數(shù)據(jù)的準確性，快速了解結構特征。 基本信息 橋梁工程描述、結構備忘描述：用戶可以在此輸入備注性質的文字，來描述本項目的特點，以便于日后查看。計算類別：用戶根據(jù)不同的需要選擇不同的計算方式。計算內力、位移：掌握結構的基本受力狀態(tài)；估算配筋面積：得到大致的配筋信息，初步掌握結構的設計要點；全橋結構安全驗算：對結構設計進行復核、修正；優(yōu)化計算拉索面積：對斜拉橋的拉索面積、張拉索力進行優(yōu)化。當用戶選擇了不同的計算類別之后，程序會激活或關閉相應的按鍵、選項。如果是初步設計階段則選擇估算配筋面積，此時應在結構配筋估算信息對話框中指定預配置的鋼筋或鋼束類型等，以便估算的鋼筋面積更接近真值。橋梁環(huán)境：選擇橋梁所處的地理環(huán)境。程序在計算混凝土構件收縮徐變時使用。用戶可以參考《公橋規(guī)》2004附錄F。濕度：橋梁所處環(huán)境的濕度，在混凝土的收縮變形與徐變計算中需要該信息，從列表框中選擇。對《公橋規(guī)》2004。環(huán)境有強烈腐蝕性：在驗算15 抗裂性時需要該信息；計算內容：用戶選擇本次計算所需要計算的部分。一般在估算預應力配筋時不計結構的收縮徐變；結構的非線性僅在特大跨徑橋梁分析時使用，通常結構不需計算。附加信息：指定計算部分內容。包括以下幾點：結構驗算單元：在選擇“全橋結構安全驗算”時，填入需要驗算的單元號，不填則默認為全部單元。組合計算類型：對應于規(guī)范的荷載組合類型。不填則默認為全部組合19，包括用戶自定義組合。對于《公橋規(guī)》2004，各組合的意義參見……計算活載單元、計算活載節(jié)點：選擇需要進行活載分析的單元、節(jié)點。不填則默認為全部單元。 活載加載步長：進行活載影響線加載時的步長。填0時系統(tǒng)默認為1/50的跨徑。步長越小，活載計算越精確，速度越慢。對于某些“沒有跨徑”的結構（只有一個約束），程序將無法進行加載，必須由用戶填入加載步長。 非線性荷載分級數(shù)：當計算內容中選擇了幾何非線性或梁柱非線性時，此窗口被激活。程序按用戶輸入的分級數(shù)將荷載分成n級逐步計算，每次計算都進行剛度矩陣修正，因此級數(shù)越高結果越精確，但計算時間越長。 各個輸入窗口均有設置。用戶通過點擊此按鍵，更新圖形顯示區(qū)域的顯示。幫助：此按鍵在“輸入單元信息”、“輸入鋼束信息”等各個輸入窗口以及各信息窗口均有設置。用戶通過點擊此按鍵，實時獲得相應窗口的幫助信息。當進行內力計算時，計算類別：只計算內力位移；橋梁環(huán)境：；計算內容：計算收縮、計算徐變、計算活載；附加信息：無（按默認選擇）；計算細節(jié)控制信息：橋面為豎直截面、極限組合記預二次矩、極限組合設計收縮徐變、極限組合設計溫度、極限組合設計沉降；規(guī)范：中交04規(guī)范；其余總體信息不改變按默認狀態(tài)為準； 3x25m+5x25m+3x25m連續(xù)梁橋建模過程 根據(jù)橋梁信息，cad作圖導入橋博建立模型 如圖： 計算細節(jié)控制生成調束信息：對進行“全橋結構安全驗算”的預應力構件選擇此命令，可使程序在計算時生成調束信息，便于進行調束工作。調束階段號：用戶填入需要產生調束信息的施工階段號，不填默認為全部階段。在選中“生成調束信息”時有效。生成調索信息：對進行“全橋結構安全驗算”的含有拉索單元的結構選擇此命令，可使程序在計算時生成調索信息，便于進行調索工作。橋面為豎直單元：選擇此命令，將使橋面單元的左右截面為豎直截面。極限組合計預應力：由用戶指定，在進行結構極限組合計算的時候，預應力的作用是否當作外力計入結構。根據(jù)《公橋規(guī)》2004，預應力構件的極限強度是不計預應力的。但對于一些預應力橋梁中的非預應力構件，預應力的作用力卻對這些構件的極限組合內力有影響，比如預應力連續(xù)剛構的橋墩等構件。極限組合計二次矩：在按《公橋規(guī)》2004版進行計算的時候被激活，用戶指定是否考慮預應力二次矩。對預應力連續(xù)梁以外的其它結構，計算結果將不準確。極限組合計收縮、徐變：在按《公橋規(guī)》2004版進行計算的時候被激活，用戶指定是否考慮收縮、徐變。極限組合計溫度：在按《公橋規(guī)》2004版進行計算的時候被激活，用戶指定是否考慮溫度效應，包括結構升降溫和梯度溫度。極限組合計沉降：在按《公橋規(guī)》2004版進行計算的時候被激活，用戶指定是否考慮不均勻沉降的影響。 結構重要性系數(shù)：在《公橋規(guī)》2004版中，根據(jù)結構的重要性確定的內力擴大系數(shù)。在《公橋規(guī)》85版中，圬工構件也需要此系數(shù)。規(guī)范：用戶選擇計算適用的規(guī)范。由于《橋梁博士》，在輸入單元材料、單元鋼筋、預應力材料等信息時，必須使之與適用的規(guī)范相對應。更新顯示：此按鍵在“輸入單元信息”、“輸入鋼束信息”等。 輸入單元信息 單元性質：預應力混凝土構件，橋面單元；截面描述：左截面材料類型為中交新混凝土C50混凝土，左截面材料類型為中交新混凝土C50 混凝土；自重系數(shù)：；加 載齡期：28天。 輸入施工信息： 第一階段：橋梁現(xiàn)澆安裝桿件號：166邊界條件2號節(jié)點有水平剛性約束和，2466號節(jié)點有豎向剛性約束張拉、灌漿鋼束號14，施工周期：10天 第二階段：橋面鋪裝邊界條件：邊界條件2號節(jié)點有水平剛性約束和，2466號節(jié)點有豎向剛性約束施工周期：10天 第三階段： 收縮徐變邊界條件：邊界條件2號節(jié)點有水平剛性約束和，2466號節(jié)點有豎向剛性約束施工周期：3650天 輸入使用信息 其他靜荷載：收縮徐變天數(shù)1000天，升溫溫差16℃，降溫溫差16℃。非線性溫度1： 166號桿件距上緣距離0mm，溫度值為14℃ 166號桿件距上緣距離100mm，℃ 166號桿件距上緣距離400mm，溫度值為0℃非線性溫度2： 166號桿件距上緣距離0mm，溫度值為7℃ 166號桿件距上緣距離100mm，℃ 166號桿件距上緣距離400mm，溫度值為0℃ 不均勻沉降：24 . 2 活荷載描述 汽車荷載：公路Ⅰ級，車道荷載 掛車荷載：不計掛車荷載 人行荷載： KN / m2 橋面描述：滿人總寬度1m， 無特殊荷載，無鐵路荷載 橫向分布調整系數(shù)：，其余默認值 其它信息：自設沖擊系數(shù)=，連續(xù)梁負彎矩沖擊系數(shù)=，橋梁特征計算跨徑為25m。 計算內容輸入數(shù)據(jù)即可完成橋梁模型的建立，使用橋博大致過程包括以下兩方面：第一方面是估算結構的配筋面積：首先，根據(jù)準備的數(shù)據(jù)輸入原始信息（總體信息的輸入、單元信息的輸入、施工信息的輸入、使用階段信息的輸入）；然后，執(zhí)行數(shù)據(jù)診斷及計算；其次，輸通過出文本數(shù)據(jù)結果查看各單元的截面配筋信息；最后根據(jù)配筋信息來進行鋼束信息的輸入。第二方面進行全橋安全性驗算：首先，進行原始信息輸入（總體信息的輸入、單元信息的輸入、鋼束信息輸入、施工信息的輸入、使用階段信息的輸入）；然后執(zhí)行數(shù)據(jù)的診斷和項目的計算；最后，查看數(shù)據(jù)輸出信息和文本報告信息是否滿足規(guī)范要求。 估算結構配筋面積點擊項目中的“輸入數(shù)據(jù)診斷”，存盤數(shù)據(jù)并執(zhí)行“數(shù)據(jù)診斷”。 數(shù)據(jù)診斷圖點擊項目中的“執(zhí)行項目計算”，存盤數(shù)據(jù)并執(zhí)行“項目計算”。 項目執(zhí)行計算圖點擊數(shù)據(jù)中的“輸出文本數(shù)據(jù)結果”，通過設置可輸出單元截面配筋，： 文本輸出圖通過查看承載能力極限狀態(tài)下和正常使用極限狀態(tài)下單元的配筋面積可大致估算橋梁結構所需的鋼束、鋼筋信息。 結構安全性驗算根據(jù)配筋估算的面積來進行結構配筋，然后執(zhí)行計算后查看驗算結果。 鋼束信息輸入 結構安全性驗算總體信息圖然后執(zhí)行“數(shù)據(jù)診斷”，無誤后再“重新執(zhí)行項目計算”，即得到橋梁的各種輸出結果信息，通過輸出不同的信息或模板來檢驗結構的安全性，如可輸出單元結果里的“極限強度驗算”、“使用階段驗算”、“施工應力驗算”；使用結果里的“承載極限組合”、“使用內力組合”來進行驗算結構的安全性。5 預應力鋼束的估算與布置預應力混凝土的截面配筋，是根據(jù)正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)這兩種極限狀態(tài)的組合結果，確定截面的受力性質，分為軸拉、軸壓、上緣受拉偏壓、下緣受拉偏壓、上緣受拉偏拉、下緣受拉偏拉、上緣受拉偏彎和下緣受拉偏彎8種受力特性，分別按照相應的鋼筋估算公式進行計算。根據(jù)《預規(guī)》（JTG D622004）規(guī)定，預應力梁應滿足彈性階段（即使用階段）的應力要求和塑性階段（即承載能力極限狀態(tài)）的正截面強度要求。 按承載能力極限計算按承載能力極限計算時滿足正截面強度要求，預應力梁到達受彎的極限狀態(tài)時，受壓區(qū)混凝土應力達到混凝土抗壓設計強度，受拉區(qū)鋼筋達到抗拉設計強度。截面的安全性是通過截面抗彎安全系數(shù)來保證的。對于僅承受一個方向的彎矩的單筋截面梁，所需預應力筋數(shù)量按下式計算，如下圖：h0xNdfcd ， ， 解上兩式得：受壓區(qū)高度 預應力筋數(shù) 或 式中 —截面上組合力矩；—混凝土抗壓設計強度；—預應力筋抗拉設計強度；—單根預應力筋束截面積； b—截面寬度。若截面承受雙向彎矩時，需配雙筋的，可據(jù)截面上正、負彎矩按上述方法分別計算上、下緣所需預應力筋數(shù)量，； 承載能力極限狀態(tài)單元截面配筋面積（單位 m**2）單元號左上緣左下緣右上緣右下緣1000205691215182124027293235384144454650545862630640（表中只給出一部分的預應力鋼束的面積，其他由類似計算得出） 按正常使用極限狀態(tài)計算規(guī)范（JTJ D622004）規(guī)定，截面上的預壓應力應大于荷載引起的拉應力，預壓應力與荷載引起的壓應力之和應小于混凝土的允許壓應力（為），或為在任意階段，全截面承壓，截面上不出現(xiàn)拉應力，同時截面上最大壓應力小于允許壓應力，寫成計算式為：對于截面上緣 （51） （52）對于截面下緣 （53） （54）其中，—由預應力產生的應力，W—截面抗彎模量，—混凝土軸心抗壓標準強度。Mmax、Mmin項的符號當為正彎矩時取正值，當為負彎矩時取負值，且按代數(shù)值取大小。一般情況下，由于梁截面較高，受壓區(qū)面積較大，上緣和下緣的壓應力不是控制因素，為簡便計，可只考慮上緣和下緣的拉應力的這個限制條件(求得預應力筋束數(shù)的最小值)。公式（1）變?yōu)? （55）公式（3）變?yōu)? （56）由預應力鋼束產生的截面上緣應力和截面下緣應力分為三種情況討論：截面上下緣均配有力筋Np上和Np下以抵抗正負彎矩，由力筋Np上和Np下在截面上下緣產生的壓應力分別為： （57） （58）將式（5）、（6）分別代入式（7）、（8），解聯(lián)立方程后得到 （59） （510）令 代入式（9）、（10）中得到