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2009
 桥梁博士3.0 最小化
桥梁博士系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。系统的编制完全按照桥梁设计与施工过程进行,密切结合桥梁设计规范,充分利用现代计算机技术,完全符合设计人员的习惯。对结构的计算是宁繁勿简,充分考虑了各种结构的复杂组成与施工情况,使用更方便,计算更精确;同时在数据输入的容错性方面作了大量的工作,使用户不会因一时的失误而造成不必要的工作损失。
本系统寄托在Windows平台上,充分利用Windows平台的特点:标准一致的用户界面、多任务系统、鼠标的点取和强大的设备支持特性。另外,Dr.Bridge系统抛弃了以往陈旧的编程思想,改用面向对象程序编制方法,使得用户对系统的干预大大加强,便于处理各种复杂情况,也使得计算机的呆板性得到了解决。 同时,系统以MFC基本类库为基础,大大降低了系统对硬件的依赖性,便于未来64位操作系统的移植和升级。
自1995年投向市场以来设计计算了钢筋混凝土及预应力混凝土连续梁、刚构、连续拱、桁架梁、斜拉桥等多种桥梁。在设计过程中充分发挥了程序实用性强、可操作性好、自动化程度较高等特点,对于提高桥梁设计能力起到了很好的作用。在设计应用过程中,通过实践校核及与其它软件的比较,桥梁博士进行了完善和扩充,进一步得到了稳定。
这次改版主要按照《公路桥涵设计通用规范》 JTG D60-2004和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTG D62-2004进行补充修改。并对程序的前处理和后处理部分在原有的基础上做了大的改进,扩充的每个功能块都凝聚着开发组多年来的心血,都是经过认真的总结、研究和精心设计而最终完成的;同时密切与桥梁工程设计实践相结合,借助力学技术和计算机技术全力解决用户在桥梁工程设计过程中碰到的棘手的数据处理问题,使用户能够集中精力解决桥梁结构的合理性问题。节约数据处理时间、辅助用户设计是本次桥梁博士升级的两大主要特点。

      

 调索工具 最小化
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        斜拉桥等索结构在设计阶段计算中存在确定成桥最优索力和施工张拉力两大难题。其确定原则虽然已经给出了多种理论和方法,但在实际应用过程中仍存在很多问题,较难得到满意的解决方案。我们在多年的工程实践中感觉到斜拉桥索力难以确定的主要原因是主梁应力与索力的构成和实施张索的过程紧密相关,如果对索力的组成不加以区分,张索过程不合理,则调索过程将进入一个极其复杂的凑试过程,要得到满意的解决方案需要花费大量的时间和精力。特别是在公路04规范压应力指标加以严格限制的条件下,调索难度更是大大增加。
索力的主要作用是解决主梁的荷载弯矩。主梁的荷载弯矩主要由三部分荷载引起:

  1. 悬臂施工时主梁的重量
  2. 成桥的二期铺装
  3.  活载


        如果索力能够在上述荷载施加后马上调整至竖向力平衡状态,则主梁的受力更为均匀。上述三种荷载中主梁自重、二期铺装弯矩容易解决,可通过施工过程中张拉索力来实现。但活载弯矩在局部存在较大双向弯矩的特征,由索力来调整较难,大部分局部活载弯矩应力最好由预应力来解决。
按上述分析调索过程可分为如下步骤:

  1. 悬臂施工时拉索主要平衡节段重量,在结构体系合理且富裕的情况下还可预考虑部分二期铺装,以便减少成桥索力调整施工工作量
  2.  成桥后做部分索力调整,解决铺装产生的弯矩
  3. 配置局部预应力,解决弯矩较大的局部区域应力
  4. 配置整体施工预应力,解决主梁施工安全性
  5. 计算应力包络图、成桥应力图
  6. 根据应力包络图和成桥应力图的特征,适当调整拉索张拉力,使上下缘在长期状态下和极端条件下应力分布更为均匀合理
  7. 观察塔顶位移


        如此可较快得到合理拉索张拉力方案,但调索过程中仍存在多次试算和微量调整过程,为此桥博3.0中提供了一个交互式的调索工具,利用此工具可进一步缩短调索过程,如果再配套调束工具则完成斜拉桥的设计计算就不再令人感到棘手了。以下将详细描述调索工具的使用操作,在准备调索之前首先需要准备好工程计算项目,在调索期间,工程项目可不必考虑空挂篮张拉、挂篮加载等琐碎步骤,一个节段只需模拟一个施工阶段即可(即:安装节段单元、挂篮前移到位、拉索索力调整、施工预应力张拉以及横梁荷载施加都可在一个施工阶段内完成),这样计算时间可大大缩短,避免浪费精力。

 


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 调束工具 最小化
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7、显示设置:可设置的图形操作界面的显示参数。显示设置界面如图15-9。

tsh9.JPG
1)显示从束:是否在图形界面中显示从钢束。若钢束数量多,线形复杂,选中此项可隐去部分钢束,使图形显示清晰。
2)显示定位线:是否在效应图中显示定位线。效应线表示鼠标移动、编辑钢束时在结构中的对应位置,在效应图中以红色虚线标示。

8、刷新方式:不论采用何种刷新方式,所有已定义的、与当前钢束调整相关的效应图均同时刷新。
1)刷新效应:点击“刷新效应”时,根据图形操作中钢束线形的变化来刷新已定义结构效应。
2)自动刷新效应:每次钢束线形变化后(鼠标放开后)自动刷新结构效应。
3)启动鼠标移动跟踪:在鼠标拖动钢束线形变化的过程中,结构效应呈动态变化。

2.2 效应窗口操作
效应图需先单击选中再操作,图框周边出现蓝色边框时处于选中状态。操作可通过右键菜单命令完成,包括新建、删除、预览、打印、页眉页脚、效应定义、效应设置、清除标注等(如图15-10)。以下对这些功能简单介绍。

tsh10.JPG
1、新建(删除):新建(删除)效应图框。
2、效应定义:即为图形编辑器界面,工程项目屏蔽,指向当前项目。(如图15-11)
注意:增加了“组合最大压应力取用组合Ⅲ”选项,可在应力图中同时显示组合Ⅰ或Ⅱ的最小应力和组合Ⅲ的最大应力,适用于新规范对应力验算的要求。

tsh11.JPG
3、效应图设置:图形显示设置。可按照图形编辑器中的方式绘制效应边线或按座标轴方式显示效应图。若以座标轴方式显示,效应图中以横轴表示单元长度,纵轴表示效应值。(如图15-12)

tsh12.JPG
1) x座标:仅显示x轴方向单元的效应图
2)y座标:仅显示y轴方向单元的效应图
3)单元座标:以单元的长度方向作为效应图的横轴
4)效应值的比例系数:效应(竖向座标)的放大系数。
5)可显示的最大、最小效应:竖向座标的最值。
6)标注字体高度:效应值字体大小。
7)标注值精确度:效应值小数点后的位数。
8)竖向座标:选中则效应值为竖向标注。
9)效应控制线设置:在效应图中显示效应控制线,控制线的颜色可选。例如在效应图中可标注压应力与拉应力的控制标准,在具调整结构应力时有参照标准。

4、清除标注:清除选中效应图的标注信息。

5、增、删、插行(列)命令:在同一效应图框内增加、删除或插入效应图,支持在同一图框中显示多个效应图。
2.3 图形窗口操作
图形窗口操作与cad类似,可通过图形按钮、命令行、图形区直接拖拉等实现对图形的编辑(详见附录2),也可通过树操作(支持右键菜单命令)对钢束和参考线进行显现、隐藏、锁定。以下对调束操作中可能涉及到的图形编辑作简单介绍。
1、选中:支持鼠标点选或窗选,也可通过树操作选中图元,被选中的图元处于激活(可编辑)状态。
2、缩放:可通过鼠标滚轮实现,也可用Zoom或ZoomWindow命令实现。(详见附录2)
3、隐藏:该命令可以过滤当前不需要的图元,可通过命令行“hide”或树操作实现。
4、bg:改变图形窗口底色,在白色与黑色间转换。
bg     enter
5、 ry:调整参考线水平高度。在图形编辑窗口中,参考线与钢束有两套图形,一套是参考线与钢束的实际线形,呈灰色显示,不可编辑;另一套是图形编辑操作的对像,参考线以直线显示,钢束以折线显示,钢束(默认为红色)可编辑。钢束线形的变化在两套图形中都能反映出来。首次打开“调束”文件或“重载钢束”后这两套图形的参考线是重合的,可用“ry”命令将其分离。
ry     enter     选择参考线ID      enter      确定参考线偏移位置   
enter     重复上述步骤直至完成对所有参考线的操作
6、b2:生成新钢束。(如图15-13)
b2     enter     弹出“创建钢束”对话框     填写钢束信息     enter
7、bo:钢束对象的offset操作,使用bo命令可依据一根模板钢束生成一根向两侧等距离伸长(或缩短)的新钢束。该命令一般用在模拟墩顶束或中跨合拢束等具有上述几何特征的钢束。
bo     enter     选定钢束     enter      选择偏移基准点     移动鼠标确定偏移方向     输入偏移距离      enter

tsh13.JPG
8、双击钢束:弹出“修改钢束”对话框。
9、钢束的拉伸与偏移
1) 通过选中、鼠标拖动导线点实现,该方法只能改变钢束上一个导线点的位置,钢束位置变化后其座标可通过双击钢束来检查。
2)stretch:对多个钢束、导线点同时拉伸,运用该命令时第一次选择编辑单元(蓝框),第二次选择拉伸夹点(红框),通过鼠标移动改变夹点座标,也可通过命令行操作输入实际的控制座标。
stretch     enter     选中对象     enter      选择夹点     enter     选择基点      enter      确定偏移距离     enter


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 自定义报告输出 最小化
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用户可自定义输出报告格式模板,各种计算数据、效应图形按用户设定自动输出,其中计算数据还可进行二次加工。依此功能可自动输出桥梁设计计算书。
8.1模板定义
为了形成最终文档而提供的特殊文档。
8.1.1功能
1、 用户通过指定的数据检索信息读取桥梁博士相对应的数据,能够指定到所有的桥博原有输出内容。
2、可以对数据、格式、图形进行编排,使之成为符合自己的要求的文档,并形成固定模式。
3、对于某一类型的所有文档来说,编排都是类似,只是改变个别参数,这有助于用户成批的建立风格一致的文档。
4、可以直接使用已经创建的模板来创建新文档,或者加以修改,使之符合自己的要求。
8.1.2命令
1、 从主菜单选择数据>输出报告数据结果。
2、<快捷键>:[Alt]+I>[Ctrl]+P。
8.1.3输入
1、 模板创建的操作
进入报表输出窗口
 sc1.JPG
图8-1-1
在右上窗口的鼠标右键菜单中单击sc2.JPG ,显示模板操作窗口,它以数据表格的形式(参照Microsoft Excel)进行编辑。
1)新建\打开\保存模板:模板文件为用户自定义名称.rpt,保存在用户选定目录。
2)创建\刷新报告:用户定义好的模板,可以创建和刷新报告,报告文件为当前项目名称.thr,保存在项目的目录下。
3)设置单元格格式:选中单元格单击鼠标右键可以进行文字、填充色、对齐方式、边框、行高、列宽、合并、拆分等设定的操作。
4)合\拆\增\插\删行、列:选中单元格单击鼠标右键进行行列操作。
2、模板表格定义大样(可参照模板施工内力.rpt)
 sc3.JPG
图8-1-2
1)表循环格式:@iS(1-10)@,表循环范围为start 与 end 之间的内容。
2)行循环格式:#iE(1-10)#。
3)取值方法:ZZZ{[PE(iE).W]+1.0}+{[PE(iE ).W]*2}/ZZZ。
4)取字串格式:ZZZ<[STR(施工荷载,2)]>ZZZ。
5)取函数值格式:ZSUM<[PE(k).W,k=2-5]>
ZMAX<[PE(k).W,k=2-5] >
ZMIN<[PE(k).W,k=2-5] >。
注:
[]中的内容为取值
{}中的内容为表达式
{}外的字符按原样复制
<>中的内容为取字串名称
6)取图方式:$TU(…………)$。
7)报表输出中可循环变量定义:
n iS:施工阶段号;iS(all)
n iE:单元号;iE(all, iS,123456)1-6表示单元类型
n iN:节点号;iN(all, iS)
n iR:支承点号;iR(all, iS)
n iZ:组合类型号;iZ(all)1-9
n iT:钢束号iT(all, iS)
n iI: 影响线点号iI(all)
n iL:1-11,施工荷载iL(all)
n iU:1-105,使用阶段荷载iU(all)
n iF:用户自定义循环变量1-1000
8)值取代设置:对于start 与 end 之间的任意数据,可以在表循环前设置取代定义,如zzz=x,“zzz”为循环中的原有数据,“x”为创建报告或刷新报告中被替换成的数据。(参照可参照模板1-单元(截面特征;单元特征)-测试项目.rpt)
9)可取字串:施工荷载名称、使用荷载名称、单元类型。
3、模板数据输出内容
具体输出内容限定参看附录三

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 自定义截面 最小化
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4.1功能
参数化输入截面几何信息的截面类型定义,用户可根据自己常用断面形式,自设定应输入的参数,可在项目中随意使用自定义的参数化截面输入方式。
4.2命令
从主菜单选择工具>自定义截面。
<快捷键>:[Alt]+T>[Ctrl]+C。
4.3输入

jm1.JPG
1) 添加截面:点击jm2.JPG ,在此处添加新的自定义截面,并弹出对话框输入截面名称。
2)删除截面:点击 jm3.JPG,删除此前已定义好的自定义截面。
3)修改截面名称:点击jm4.JPG ,修改当前对话框的截面名称。
4)选择图形:点击jm5.JPG ,为当前自定义截面选择CAD图形,CAD图形必须是实现用户自己画好的CAD图,用户可以在此界面上随意更换显示的CAD图形。
注:缩略图窗口图形基本操作:
图形缩放(滚轮滚动)
图形拖动(滚轮按住移动)
全图显示(CTRL+鼠标左键双击)
放大矩形区域(鼠标左键按住拉开矩形框)
5)选择脚本:点击 jm6.JPG,为当前自定义截面选择脚本文件,脚本文件定义了该截面的区域信息,即界面的每个环集的点的坐标值,和此环集的虚实情况,用户可以在文本编辑器中事前写好脚本,用次按钮把脚本装载到界面中的编辑框中,也可以在编辑框中自己修改、编辑。
注:脚本编辑格式如下:(以“选择脚本.cpp”文件解释)
Region[1].Point[1].x=0;
Region[1].Point[1].y=0;
Region[1].Point[2].x=-L;
Region[1].Point[2].y=-L*a/1000;
Region[1].Point[3].x=-L;
Region[1].Point[3].y=-L*a/1000-H2;
......
Region[1].Point[18].x=L;
Region[1].Point[18].y=-L*a/1000;
Region[1].fsolid=true;
表示“选择图形.dwg”中图形外框18个控制点的坐标描述。Region[1]中1为第一个环集;Point[2].x=-L中2为第二个控制点,-L为坐数值;
Region[1].fsolid=true为实区。
Region[2].Point[1].x=-L+B1+B2+B5;
Region[2].Point[1].y=(-L-B1-B2-B5)*a/1000-ds-y;
Region[2].Point[2].x=-L+B1+B2+B5;
Region[2].Point[2].y=-L*a/1000-H1+dx+v;
......
Region[2].Point[8].x=-L+B1+B2+B5+x;
Region[2].Point[8].y=(-L+B1+B2+B3-B6-x)*a/1000-ds;
Region[2].fsolid=false
表示“选择图形.dwg”中图形内框8个控制点的坐标描述。Region[2]中2为第二个环集;Point[2].x=-L+B1+B2+B5中2为第二个控制点,-L+B1+B2+B5为坐数值;Region[2].fsolid=false为空区。
6) 参数编辑:
jm7.JPG


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