等高预应力连续箱梁桥分析实例目 录使用本资料前应注意的事项 (3)1.1 结构形式概况 (4)1.2 主要技术标准 (4)1.3 设计采用的主要规范和标准 (5)1.4 主要材料 (5)1.4.1 材料分类 (5)1.4.2. 材料参数 (5)1.5 设计荷载 (6)1.5.1 恒载 (6)1.5.2 收缩徐变 (6)1.5.3 基础不均匀沉降 (6)1.5.4 预应力张拉力 (6)1.5.5 活载 (6)1.5.6 温度作用 (6)2、前处理 (7)2.1总体信息输入 (7)2.2 结构建模 (9)2.2.1有限元构件法 (9)2.2.2 梁的建立与划分 (10)2.2.3 截面的建立、安装与拟合 (10)2.3钢束设计 (13)2.4钢筋设计 (15)2.5施工分析 (15)2.6运营分析 (15)2.7数检与运行 (17)3 后处理 (17)3.1规范验算项目梳理 (17)3.2后处理查询项目的建立 (17)3.3计算书一键生成 (18)使用本资料前应注意的事项本资料重点讲述桥梁博士(Dr.BridgeV4.0)系统的使用，文中涉及的结构尺寸和设计数据均源于实际工程项目，但可能并不适合于所有情况，仅用户可供学习《桥梁博士V4》使用；桥梁博士V4系统的计算理论、约定的坐标系、单位制以及数据输入的格式等，这些信息的可能在本文中并不全面，用户可以查阅随软件提供的帮助文件、实时hint提示。
使用桥梁博士系统进行桥梁结构分析，其结果的正确性取决于用户对结构建模的合理性以及对规范的正确理解；因此使用程序之前，用户必须充分理解结构受力特点。
本书使用的符号均与系统支持的规范一致，具体的含义请参考有关规范。
1.1 结构形式概况本例为4x40m等高预应力混凝土连续箱梁，采用一次落架，结构形式如下：1、等高等宽预应力混凝土连续箱梁(直线)；2、桥梁长度：L = 4*40 = 160 m；3、桥面宽度:3.25m(人行道)+11.5m(行车道)+0.5m（中央分隔带）+11.5m（行车道）；+3.25m(人行道)=30m；4、车道数:双向6车道。
图1.1-1 桥墩横断面1.2 主要技术标准1、道路等级：城市主干路；2、设计速度：本工程设计速度取50km/h；3、路面设计荷载 路面结构设计：BZZ-100型标准车；4、车行道宽度：小型汽车专用道，3.25m；大、小型汽车混行车道，3.5m；5、荷载标准：城-A级，人群荷载按《城市桥梁设计规范》（CJJ 11-2011）取值；6、设计安全等级：一级；结构重要性系数取：1.1；7、耐久性设计条件：项目所在区域自然环境属于亚热带季风气候区，属于I类地区；相对湿度为0.8；8、桥梁设计使用年限：100年；9、梁纵横纵坡度：桥梁纵坡，见道路相关说明；横坡：双向2.0%；1.3 设计采用的主要规范和标准1、城市桥梁设计规范（CJJ 11-2011）2、公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）3、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）4、城市桥梁工程施工与质量验收规范（CJJ 2-2008）5、公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范（JTG/T B07-01-2006）1.4 主要材料1.4.1 材料分类表1.4-1 材料分类部 位 材 料混凝土 C50混凝土预应力钢绞线 Φs15.20钢筋 HRB4001.4.2. 材料参数（1）混凝土表1.4-2 混凝土弹性模量和强度（MPa）混凝土等级 C50弹性模量E c 34500剪切模量G c13800轴心抗压强度设计值f cd 22.4轴心抗拉强度设计值f td 1.83轴心抗压强度标准值f ck 32.4轴心抗拉强度标准值f tk 2.65泊桑比 γ=1/6，或0.2；热膨胀系数=0.00001/℃.（2）钢筋表1.4-3 钢筋强度（MPa）钢筋种类 抗拉强度设计值 抗压强度设计值HRB400 330 330（3）预应力钢绞线ф15.20高强度低松弛钢绞线（GB/T5224-2014），主要力学性能为：弹性模量Ep=195000MPa；标准强度fpk=1860MPa；1.5 设计荷载1.5.1 恒载一期恒载：按构件实际截面计入。
预应力混凝土、钢筋混凝土容重γ=26kN/m3；钢绞线、钢筋和冷拉IV级钢筋容重γ=78.5 kN /m3；补充端横梁自重荷载1960KN/道；补充中横梁自重荷载2360 KN/道；二期恒载：桥面铺装、防撞护栏、过桥管线等合计每延米二期恒载=133kN/m。
1.5.2 收缩徐变根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）的规定计算。
计算基本条件：野外一般条件，相对湿度为0.8；考虑混凝土主梁现浇以及预应力张拉等施工周期为30-60天。
1.5.3 基础不均匀沉降主墩沉降按1cm计，边墩按1cm计，进行组合取最不利情况。
1.5.4 预应力张拉力钢绞线：张拉控制应力0.751395con pkf MPaσ==，管道摩阻系数（0.2,0.0015kμ==）；1.5.5 活载设计荷载：城市-A级横桥向按6车道考虑。
横向调整系数是所承受的汽车的总列数，考虑纵横向折减、偏载后的修正值，横向折减系数为0.55。
冲击系数，总体计算按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015 第4.3.2条计算。
1.5.6 温度作用1）体系温差混凝土结构温度变化按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004的确定，最高温度40℃，最低温度为-5℃。
假定主梁合龙温度10℃～20℃。
混凝土主梁体系升降温差：±20℃。
2）温度梯度主梁结构温度梯度按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015的温度梯度曲线确定。
2、前处理V4总体使用流程简介如下图所示，主要进行总体信息的输入、结构的离散、截面的拟合、钢束输入、钢筋输入、施工阶段信息输入、运营阶段信息输入等几个步骤来完成整个前处理。
图2.1-1 桥博V4总体使用流程介绍2.1总体信息输入总体信息界面主要是输入结构分析需要的常规计算信息，计算内容、计算设置，材料定义等。
根据前期给定的资料，对本例的相关内容设置如下所示:图2.1-2 总体信息的输入 特殊参数说明如下：是否考虑负弯矩折减：负弯矩区是否需要考虑墩顶削峰。
阶段徐变天数划分：是否考虑收缩对徐变的影响，细分主要是为了提高收缩引起的徐变效应计算精度，各个细分阶段的收缩从下一个细分阶段开始考虑其徐变效应。
2.2 结构建模2.2.1有限元构件法桥梁博士V4.0系统中，创新使用有限构件法，基本的建模操作对象为一个构件，在进行结构建模中，首先要根据桥梁结构方案和施工方案建立构件；其次采用特征节点、施工缝节点以及一般节点进行构件划分，对于构件的划分一般遵从以下原则：特征节点：对于构件所关心的位置须设特征节点。
●支承处应设置特征节点并定义为跨径分界线；●梁跨中、拱顶等在后处理的关键位置处应设置特征节点，便于后处理查询；●构件连接处应设置特征节点，便于边界条件定义；●构件变截面的起点和终点应编制特征节点；●不同构件的交点或同一构件的折点处应编制特征节点；●当施工分界线的两侧位移不同时，应设置两个不同的特征节点，利用主从约束关系考虑该节点处的连接方式；●自动形成刚臂：不同构件节点的坐标相同且不同构件节点特征名称相同；手动形成刚臂应设置特征节点。
施工缝节点：对于构件在施工过程中有施工分界的位置须设施工缝节点。
●构件的起点和终点编制施工缝节点，程序可以自动考虑；●构件的施工分界线设定单元分界线，即编制施工缝节点，如悬臂浇筑（拼装）的节段处、预制拼装梁的湿接缝处等位置。
一般节点：其余针对构件的划分须设一般节点。
●对桥面单元的划分不宜太长或太短，可以采用标准单元长度1～2m，须保证每跨至少8个单元。
应根据施工荷载的设定并考虑活载的计算精度统筹兼顾，因为活载的计算是根据桥面单元的划分，记录桥面节点处位移影响线，进而得到各单元的内力影响线经动态规划加载计算其最值效应，因此对于考虑特征节点、施工缝节点等以后的模型，用户可以采用一般节点进行加密。
●对于索单元一根索应只设置一个单元。
命名原则：除一般节点外，特征节点与施工缝节点为了区分以及避免混乱皆需用户自定义命名 命名原则：字母+数字；如S0、Z1等。
2.2.2 梁的建立与划分本例是4x40m的等高预应力箱梁，建模首先建立一根160m的通长纵梁，定义构件属性；其次划分节点，包括一般节点、特征节点与施工缝节点等。
具体操作步骤如下：双击结构建模进入到结构建模界面；建纵梁。
点击常规建模/建梁，弹出命令行；根据命令行的提示进行操作，依次输入ENTER/K/4*40/0.75，梁构件建立；定义纵梁属性。
点击梁，弹出对象属性，依次修改构件类型（预制A类预应力梁）/构件模板（常规空间砼主梁）/自重系数（1.04）；定义特征节点，截面变化处节点的定义等；定义一般节点：一键加密，设置一般节点以达到计算的要求。
2.2.2-1 边跨2.2.2-2 中跨2.2.3 截面的建立、安装与拟合桥梁博士V4截面拟合的方式有多种，可以通过坐标参数化拟合、截面参数化拟合（通用截面拟合）、直线拟合、样条曲线拟合等多种方式。
本项目为4×40m预应力混凝土连续梁，主梁采用等高度预应力混凝土连续箱梁，梁高2.5m，设置双向横坡2.0%。
采用预应力A类构件进行分析。
截面顶板厚26cm；底板厚25cm；中腹板厚45cm，近支点加厚至75cm，截面如下图所示。
2.2.3-1 标准断面2.2.3-2 加厚断面本项目截面变化规律较为简单，直接采用直线拟合的方式进行截面拟合。
截面输入采用CAD导入的方法。
具体操作步骤如下：打开 截面 操作界面，填加 新截面 并重命名；绘制截面图形：准备需要输入的截面；●CAD导入截面绘制原则：在CAD进行截面绘制，图元必须为LINE、ARC、CIRCLE、PLINE、SPLINE；图形单位为毫米，精度到毫米；一个图层对应一个截面。
图2.2.3-1 截面的导入定义支座位：支座横向位置的定义；根据支座横向布置设计填入图2.2.3-2 支座横向位置的定义定义悬臂线、分梁线、腹板线；图2.2.3-3 悬臂线、分梁线、腹板线的定义 截面定义 标签的设置；图2.2.3-4 截面相关参数的设置装截面：截面的安装。
2.3钢束设计钢束设计包括钢束竖弯、平弯几何信息的定义、材料型号的定义、张拉控制应力的定义、张拉类型、横向位置、束数的定义、钢束预应力损失相关参数的定义等。
几何特征的定义:桥博V4中，钢束竖弯线型的输入，有以下的两种方式：●导入：包括CAD导入、CSV格式导入（表格）两种方式；●钢束编辑器：直接用钢束编辑器进行钢束输入，创新的钢束输入形式、快速便捷。