桥梁博士操作实例上机时间:组长:学院:年级专业:指导教师:组员:完成日期:桥梁博士第一次上机作业一、作业组成二、作业合作完成情况本次作业由3组组员共同完成,任务分配情况如下:张元松完成实例一(用快速编辑器编辑5跨连续梁),并对建模过程进行截图。
郑宇完成实例二(双塔单索面斜拉桥建模),并对建模过程进行截图。
计时雨完成实例三(拱肋的建立过程),并对建模过程进行截图。
孙皓完成实例四(预应力T梁建模与钢束的输入)与实例五(从CAD导入截面与模型),对建模过程进行截图,并进行本次实验报告的撰写任务。
三、上机作业内容1、用快速编辑器编辑5跨连续梁(1) 模型参数:5跨连续梁,5跨跨径从左到右依次为20m、30m、40m、30m、20m,都呈抛物线变化,模型共分140个单元,每单元为1m,截面均为铅直腹板单箱双室,边跨梁高2500mm,跨中梁高1400mm。
(2) 具体操作:步骤一:点击“文件”,“新建项目组”并“创建项目”,在输入单元特性信息对话框中,点击“快速编译器”的“直线”编译按钮,出现“直线单元组编辑”对话框。
步骤二:在“直线单元组编辑”对话框中,将“编辑内容”的复选框的4个复选按钮都勾上,编辑单元号:1-140,左节点号:1-140,右节点号:2-101,分段长度:100*1,起点x=0 y=0,终点x=1,y=0,如图1所示。
图1 输入单元节点信息步骤三:添加控制截面。
A、在控制点距起点距离这一栏,依次添加0、10、20、35、50、70、90、105、120、130、140。
B、选定控制截面0米处,点击“截面特征”→“图形输入”,选择“铅直腹板单箱双室”,输入截面尺寸,如图2所示。
然后点击“确定”,选择“中交新混凝土:C40混凝土”,点击“存入文件”,将文件保存为“0m截面.sec”。
(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)图2 输入“0截面”截面尺寸c、选定控制截面10米处,点击“截面特征”→“图形输入”,选择“铅直腹板单箱双室”,输入截面尺寸,如图3所示。
然后点击“确定”,选择“中交新混凝土:C40混凝土”,点击“存入文件”,将文件保存为“10m截面.sec”。
(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)图3 输入“10截面”截面尺寸d、依次选定控制截面0、20、50、90、120、140米处,点击“截面特征”,在“截面特征描述”对话框里点击“读入文件”,读取“0m截面.sec”,点击“确定”→“修改”。
依次选定控制截面10、35、70、70、105、130米处,点击“截面特征”,在“截面特征描述”对话框里点击“读入文件”,读取“10m截面.sec”,点击“确定”→“修改”。
步骤四:修改截面的拟合类型。
在“控制点距截面距离”的上方勾选框中,将各截面分别设定如下所示:•0米处:直线内插•10米处:向后抛物线•20米处:向前抛物线•35米处:向后抛物线•50米处:向前抛物线•70米处:向后抛物线•90米处:向前抛物线•105米处:向后抛物线•120米处:向前抛物线•130米处:向后抛物线•140米处:向前抛物线每次修改了拟合类型后都要按“修改”这个按钮,修改完如图4 所示。
图4 修改截面的拟合类型步骤五:5跨连续梁编辑完成修改截面的拟合类型后,点击“确定”,完成单元编辑。
用鼠标右键单击黑色显示框,选择“全桥三维图形”,出现编辑好的5跨连续梁三维图形如图5所示。
图5 5跨连续梁三维图2、单索面斜拉桥建模(1) 参数说明:桥面长度L1=120m,分120个桥面单元,每单元长度1m,桥塔长度L2=60m,分60个竖直单元,每单元长度1m,拉索单元共56个单元,左右对称,拉索桥面锚固端间隔为2m,桥塔锚固端间隔为1m。
(2) 具体操作:步骤一:点击“文件”,“新建项目组”并“创建项目”,右击“输入菜单”后单击“输入单元信息”,出现“输入单元信息”的界面。
步骤二:输入桥面单元节点信息在“输入单元信息”的界面中点击快速编译器的“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:1-120,左节点号:1-120,右节点号:2-121;分段长度:120*1,并将0和120截面输入,如图6所示。
图6 桥面单元节点信息步骤三:输入桥面单元截面尺寸选中“0截面”,点击“截面特征”按钮,出现“截面特征描述”对话框。
在对话框中选择“材料类型”为“中交新混凝土:C40混凝土”,单击“图形输入”,选择“实心矩形”,输入数据如图7所示。
点击“确定”,然后将文件存入为“桥面.sec”,点击“确定”→“修改”。
选中“120截面”,点击“截面特征”按钮,在出现“截面特征描述”对话框中点击“读入文件”,选择“桥面.sec”,然后点击“确定”→“修改”。
最终,在“直线单元组编辑”界面点击“确定”,桥面单元建立完毕,如图8所示。
图7 桥面单元截面尺寸图8 桥面单元三维图形步骤四:输入桥塔单元节点信息在“输入单元信息”的界面中点击快速编译器的“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:121-180,左节点号:122-181,右节点号:123-182;分段长度:60*1,分段方向为“竖直”,并将0和60截面输入,具体信息输入如图9所示。
图9 桥塔单元节点信息步骤五:输入桥塔单元截面尺寸选中“0截面”,点击“截面特征”按钮,出现“截面特征描述”对话框。
在对话框中选择“材料类型”为“中交新混凝土:C40混凝土”,单击“图形输入”,选择“方切角空心矩形”,输入数据如图10所示。
点击“确定”,然后将文件存入为“桥塔.sec”,点击“确定”→“修改”。
选中“60截面”,点击“截面特征”按钮,在出现“截面特征描述”对话框中点击“读入文件”,选择“桥塔.sec”,然后点击“确定”→“修改”。
最终,在“直线单元组编辑”界面点击“确定”,桥塔单元建立完毕,如图11所示。
图10 桥塔单元截面尺寸图11 桥塔、桥面单元三维图形步骤六:先编辑桥塔左边部分28跟拉索单元。
点击快速编译器的“拉索”按钮,在拉索对话框内的编辑内容复选框选择“编辑节点号”勾上,编辑单元号:181-208,左节点号:1-56/2;右节点号:182-155,点击“”确定,输入信息如图12所示。
图12 左部分拉索单元节点步骤七:先在快速编译器中选择“单元”按钮,在“单元”对话框内的复选框内把“截取坐标”勾上,编辑单元号:181-208,然后点击“确定”,单元组修改如图13所示。
此时,左边拉锁已经建立完成,如图14所示。
图13 单元组修改内容图14 左半部分拉锁三维图形步骤八:建立桥面右半部分的28根拉索。
在快速编译器中选择“对称”按钮,在“对称”对话框中的编辑内容4个复选框都勾上。
模板单元组输入:181-208;生成单元组输入:236-209;左节点号:67-121/2;右节点号:155-182;对称轴x=60,然后点击“确定”,对称操作如图15所示。
至此,我们就建好了拉索单元的模型。
整个模型的效果图如图16所示。
图15 建立对称单元图15 拉索桥全部单元外形3、拱肋的建立过程(1) 模型参数:桥面全长60m,分为60个单元,每个单元x向分段长度为1m,系杆截面为2000×1000mm 的方切角空心矩形截面,材料为“中交新混凝土:C40混凝土”;拱肋单元分60个单元,每个单元x 向分段长度为1m,拱肋截面为钢管内填“中交新混凝土:C40混凝土”,钢管半径R=1000mm,厚度T=120mm,为A3号钢;吊杆每隔6m设1根,拉索材料为270低级松弛钢绞线。
(2) 具体操作:A.首先建立系杆单元步骤一:点击“文件”,“新建项目组”并“创建项目”,右击“输入菜单”后单击“输入单元信息”,出现“输入单元信息”的界面。
步骤二:先建立系杆单元,在“输入单元信息”的界面中点击快速编译器的“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:1-60,左节点号:1-60,右节点号:2-61;分段长度:60*1,如图16所示。
图16 输入单元节点信息步骤三: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60,再按添加按钮,均选择直线内插。
输入“0m截面”截面特征,点击“截面特征”按钮,选择图形输入,找到“方切角空心矩形”截面,然后输入截面信息如图17所示,然后点击“确定”。
对“60m截面”的操作与对“0m截面”的操作相同。
图17 杆系截面数据信息步骤四:返回“直线单元组编辑”对话框中,点击“确定”,拱桥系杆建立完成,所得系杆单元图形与系杆图形分别如图18和图19所示。
(a) 系杆单元几何外形 (b) 系杆单元三维图形图18 系杆单元图形B.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:61-120,左节点号:1 62-100,右节点号:62-120 61,x向分段长度:60*1;控制点x1=0,y1=0,控制点x2=30,y2=20,控制点x3=60,y3=0,同样,编辑内容的4个复选框都勾上,如图20所示。
图20 输入拱肋单元信息步骤二:点击“控制截面”出现“截面特征描述”对话框,截面材料选择“中交新钢材:A3钢”,点击“图形输入”,找到“圆空心圆形”截面,输入数据R=1000,T=120,点击“确定”,返回“截面特征描述”对话框,拱肋截面尺寸如图21所示。
图21 输入拱肋截面数据步骤三:在“拱肋单元编辑”对话框中点击“附加截面”按钮,出现“附加截面”对话框如图22所示。
点击“图形输入”,选择“实心圆形”截面输入几何尺寸R=880mm,点击“确定”。
在返回的“附加截面”对话框中选择截面材料为“中交新混凝土:C40混凝土”,点击“确定”,退出“附加截面”对话框。
图22 “附加截面”对话框步骤四:在返回的“截面特征描述”对话框中点击“确定”返回“拱肋单元组编辑”对话框,继续点击“确定”,完成拱肋单元的建立如图23所示。
图23 拱肋三维图形步骤五:改变“61#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61(61单元到120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61,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,如图24所示。
图24 改变“61#拱肋单元”的性质步骤六:改变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:62-120,在其他信息模板单元号里填61,具体操作如图25所示。