(一)桥梁计算预备知识
桥梁设计计算内容及方法
简支梁属于静定结构，预应力只产生出内力，不产生二次力效应。
主梁活载内力：
纵向采用影响线加载求最不利内力；
横桥向采用横向分布系数考虑车列在横向最不利布置位置。
横梁内力计算：
利用横向分布影响线加载求最不利弯矩。
桥面板计算：
采用有效工作宽度方法考虑车轮荷载在桥面板上的分布；
内力计算要根据桥面板与两肋的刚度比，选取不同的修正系数。
内力计算要根据桥面板与两肋的刚度比，选取不同的修正系数。
主梁变位计算：
根据构件类型及结构静定或超静定情况修正弹性模量和惯性矩，恒载按实际结构尺寸计算，但必须考虑收缩徐变作用，活载计算中不记冲击系数。
预拱度设置：
通常预拱度的大小，等于全部恒载和一半静活载所产生的竖向挠度值，也就是说应该在常遇荷载情况桥梁基本上接近直线状态。对于位于竖曲线上的桥梁，应视竖曲线的凸起（或凹下）情况，适当增减预拱度值，使峻工后的线形与竖曲线接近一致。
主拱变形计算、预拱度计算；
关键局部应力验算；
主拱内力调整计算；
拱桥实用计算——计算方法
合理拱轴线：
按照拱轴线的形状直接影响主拱截面内力大小、分布的原则选取拱轴线。尽可能降低由于荷载产生的弯矩值，使拱轴线与拱上各种荷载的压力线相吻合，也就是合理拱轴线。
有推力主拱自重内力：
无支架施工拱桥：按实际结构尺寸计算恒载集度，按施工方法确定各种荷载作用的体系与截面。
有支架施工拱桥：按一次落架计算，常采用弹性中心法。
有推力拱活载内力:
利用弹性中心法公式查表计算，利用影响线加载计算。多肋式主拱以及拱上建筑为排架的双曲拱必须考虑横向分布作用，箱形截面应作箱梁应力析。
有推力拱温差及拱脚水平位移内力：
桥梁计算方法
新计算方法的发展
数值模拟技术
随着计算能力的提升，数值模拟技术将 更加精确地模拟桥梁的受力、变形和稳 定性等性能，为桥梁设计提供更可靠的 依据。
VS
人工智能和机器学习
人工智能和机器学习技术将被应用于桥梁 计算中，通过学习历史数据和案例，自动 预测和优化桥梁的性能，提高设计效率。
智能化技术的应用
监测与预警系统
通过安装传感器和智能化监测设备，实现对 桥梁状态的实时监测和预警，及时发现潜在 的安全隐患。
自动化维护系统
结合大数据和物联网技术，实现桥梁的自动 化维护和检修，提高维护效率并延长桥梁的 使用寿命。
THANKS
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03
桥梁计算的主要方法
有限元法
总结词
有限元法是一种将连续的物体离散化为有限个单元，并在每个单元上设定有限个 节点，然后根据节点位移建立方程的方法。
详细描述
有限元法通过将复杂的结构分解为简单的、易于分析的单元，能够处理各种复杂 的几何形状和边界条件，广泛应用于桥梁结构的静力、动力和稳定性分析。
有限差分法
确保施工的安全和质量。
斜拉桥的计算
斜拉索的拉力
根据桥梁的跨度、荷载和设计 要求等因素，计算斜拉索的拉 力，确保桥梁的安全性和稳定
性。
斜拉桥的稳定性
斜拉桥在荷载作用下，会产生 较大的变形和振动，需要特别 考虑其稳定性问题。
斜拉桥的抗震性能
根据地震区的地质条件和地震 历史等因素，评估斜拉桥的抗 震性能，确保桥梁的安全性。
随着力学和数学的发展，近代桥梁计 算开始引入力学模型和数学分析方法， 提高了计算的准确性和可靠性。
02
桥梁计算的基本原理
静力学原理
静力学原理是研究物体在力的作用下处于平衡状态时的规律 。在桥梁计算中，静力学原理用于分析桥梁结构的静力平衡 状态，包括桥梁的自重、桥面车辆载荷等。
桥梁工程考点复习计算
桥梁工程(1)第一章混凝土简支梁桥构造和设计(1)为了保证板块共同承受车辆荷载，装配式板桥板块之间必须采用横向连接构造。
常用的横向连接有企口混凝土铰接和钢板焊接两种。
(2)装配式T形简支梁概貌(识图填空)P66T形钢构桥：将悬臂梁桥的墩柱与梁体固结后形成的带挂梁或带铰的结构牛腿：悬臂梁桥的悬臂端与挂梁端结合部的局部构造.连接构造、中间隔板、梁肋、行车道板、端横隔板、人行道板、人行道挑梁、(路面层、混凝土保护层、馈水层、三角垫层)(3)钢筋混凝土简支梁的T形截面的下翼缘一般与肋板等宽。
为了满足布置预应力束筋及承受张拉阶段压应力的要求，预应力混凝土T梁的下缘应扩大做成马蹄形；马蹄的尺寸应满足预施应力各个阶段的强度要求。
若马蹄尺寸过小，往往在施工和使用中形成水平纵向裂缝，特别是马蹄斜坡部分。
因此马蹄面积不宜过小，一般应占截面总面积的10% —20%。
(4)桥面板(翼缘板)横向连接有刚性接头和铰接接头两种。
刚性接头既可承受弯矩，也可承受剪力。
交接接头只承受剪力。
(5)悬臂梁桥的受力特点：①属于静定体系，内力不受基础不均匀沉降等附加变形的影响。
②支点处存在负弯矩，跨中弯矩显著减小。
③悬臂端易下挠，行车舒适性差。
(6)悬臂梁桥和连续比较：相同点：负弯矩的卸载使截面高度减小，跨越能力提高。
不同点：①跨越能力：连续比悬臂体系大②静力图示：对温度环境、基础条件的要求不同。
(7)T形钢构桥的分类：两T构之间带挂梁和两T构之间带铰。
①两T构之间带挂梁属于静定结构，桥梁基础的不均匀沉降、混凝土收缩徐变及温度变化等因素均不会对结构产生次内力。
与连续梁相比，该桥型具体悬臂法施工阶段的受力状态与运营阶段一致，无需体系转换，省掉设置大吨位支座及更换支座等优点，当挂梁与两岸引桥的简支跨尺寸和构造相同时，更能加快全桥施工进度，以获得良好经济效果。
与带剪力铰的T形钢构桥相比，其受力和变形性能均略差一些，但其受力明确，对施工阶段的标高控制的精度可以稍微放宽些，没有像后者为设置剪力铰进行强迫和龙的可能及为更换剪力铰处支座的麻烦。
桥梁结构计算要点
桥梁结构计算要点桥梁结构计算要点1、依据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-20XX）第1.0.6条要求，公路桥涵结构的设计基准期为100年，市政桥涵据此采用设计基准期100年，各类主要构件及其使用材料应保证其设计基准期要求。
2、汽车荷载依据道路、公路等级分别采用公路-I级、公路-II级，特别荷载依据业主要求确定。
桥梁设计安全等级依据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-20XX）第1.0.9条，分为一级、二级、三级，重要性系数依据设计安全等级确定。
设计中留意根据单孔跨径确定，对多孔不等跨径桥梁，以其中最大跨作为推断标准，同时在设计中结构重要性系数应大于等于1.0。
3、抗震设计标准：Y市桥梁抗震设防烈度为6度，地震惊峰值加速度为0.05g。
其他地区及有特别要求桥梁依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-20XX）附录A规定的烈度和地震加速度，结合桥梁抗震规范和实施细则进行抗震设计。
4、环境类别依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-20XX）第1.0.7条确定，并根据要求提出相应的耐久性的基本要求。
5、混凝土保护层厚度依据环境类别确定，详见《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-20XX）第9.1条，当受拉区主筋保护层厚度大于50mm时，应在保护层内设置直径不小于6mm，间距不大于100mm的钢筋网（主要用于承台下层）。
6、护栏防撞等级依据《公路交通安全设施规范》（JTGD81-20XX）和《公路交通安全设施设计细则》（JTG/TD81-20XX）确定，中央隔离墩预制长度4米。
设计规范需要在桥梁设计说明依据中列出。
7、桥涵应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计，其中正常使用极限状态不应遗漏挠度计算和预拱度设置。
8、预应力混凝土受弯构件应依据规范进行正截面和斜截面抗裂验算，并满意《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-20XX）第6.3条的规定。
土木工程知识点-桥梁工程量计算需要注意哪些要点？
土木工程知识点-桥梁工程量计算需要注意哪些要点？随着社会的发展，环境保护要求及施工技术水平的提高，公路工程项目中桥梁工程比重亦在逐渐增大。
桥梁工程一般比路基、路面工程复杂，项目较多，计算工作难度也大。
桥梁工程的计算要点(1)开挖基坑。
桥梁工程中围堰、筑岛根据实际情况详细计算出数量。
基坑的开挖工作应按土方、石方、深度、干处或湿处等不同情况分别统计，基础工程有砌石、混凝土、沉井打桩和灌注桩等多种结构形式。
基础砌石和混凝土圬工，为天然地基上的基础。
砌石基础应按片石、块石分别进行统计，若设计图表上只有砌体总数时，考虑基础外缘和分层砌筑等因素，可分别按80%的片石、20%块石计算。
(2)钻孔的土质划分为八种，并按不同桩径和钻孔的深度划分为多项定额标准，应按地质钻探资料，以照定额土质种类的规定，分别确定其钻孔的工程量。
因钻孔的计量单位是以米计，其钻孔深度，应以地表与设计桩底的深度为准;当在水中采用围堰筑岛填心施工时，就以围堰的顶面与设计桩底的深度为准。
(3)桥梁下部构造工程，有砌石、现浇混凝土和预制安装混凝土构件等不同结构形式。
墩台的计价工程量为墩台身及翼墙、墩台帽、拱、盖梁及耳背墙、桥台的锥形护坡以座计。
台背及锥坡内的填土夯实综合在定额内，不需要另计。
桥台上路面归入路面工程内计算。
(4)桥梁的上部构造工程，划分为行车道系、桥面铺装和人行道系三个部分，有砌石、现浇混凝土、预制安装混凝土构件、钢桁架和钢索吊桥等不同结构形式。
行车道系和桥面铺装都是以m3为计量单位，人行道系则以桥长米作为计量单位。
在计算工程量时，应按行车道系、桥面铺装和人行道系的顺序分别计算工程量以免重复和遗漏。
(5)涵洞工程在概算中通常以洞身、洞口和体积计时，而在预算中要根据施工步骤进行计量，因考虑涵洞所处的地质类型，如软土地基，湿陷性黄土，多年冻土等特殊地质，要进行特殊地基处理。
(6)钢筋工程。
编制概算时，涵洞工程已将钢筋工程的工料消耗综合在定额中，其余的钢筋工程都以混凝土分开计量，单位是T。
桥梁常用计算公式
桥梁常用计算公式桥梁是道路、铁路、水路等交通工程中非常重要的基础设施。
在设计和施工过程中，需要进行一系列的计算来保证桥梁的稳定性和安全性。
下面是桥梁常用的计算公式和方法，供参考：1.静力平衡计算桥梁的静力平衡是保证桥梁结构稳定的基础。
在计算静力平衡时，常用的公式有：-受力平衡公式：对于简支梁，ΣFy=0，ΣMa=0；对于连续梁，ΣFy=0，ΣMa=0。
-桥墩反力计算公式：P=Q+(M/b)，其中P为桥墩反力，Q为桥面荷载，b为桥墩底宽度。
2.梁的弯矩计算桥梁在受到荷载作用时，会出现弯矩。
常用的梁的弯矩计算公式有：-点荷载的弯矩计算公式：M=Px；- 面荷载的弯矩计算公式：M=qx^2/2；-均布载荷的弯矩计算公式：M=qL^2/83.梁的挠度计算挠度是指梁在受荷载作用时的变形程度。
常用的梁的挠度计算公式有：-点荷载的挠度计算公式：δ=Px^2/(6EI)；- 面荷载的挠度计算公式：δ=qx^2(6L^2-4xL+x^2)/24EI；-均布载荷的挠度计算公式：δ=qL^4/(185EI)。
4.桥梁的自振频率计算自振频率是指桥梁结构固有的振动频率。
常用的自振频率计算公式有：-单跨梁自振频率计算公式：f=1/2π(1.875)^2(EI/ρA)^0.5/L^2；-多跨梁自振频率计算公式：f=1/2π(π^2(EI/ρA)^0.5/L^2+Σ(1.875)^2(EI/ρA)^0.5/L_i^2)。
5.破坏形态计算桥梁在受到荷载作用时可能发生不同的破坏形态，常用的破坏形态计算公式有：-弯曲破坏计算公式：M=P*L/4；-剪切破坏计算公式：V=P/2；-压弯破坏计算公式：M=P*L/2；-压剪破坏计算公式：V=P。
6.抗地震设计计算在地震区设计的桥梁需要进行抗地震设计，常用的抗地震设计计算公式有：-设计地震力计算公式：F=ΣW*As/g；-结构抗震强度计算公式：S=ηD*ηL*ηI*ηW*A。
其中，ΣW为结构作用力系数，As为地震地表加速度，g为重力加速度，ηD为调整系数，ηL为长度和工况调整系数，ηI为体型和影响系数，ηW为材料和连接性能系数，A为结构抗震强度。
桥梁资料及其计算
桥梁资料及其计算一、直线桥墩台中心坐标计算如图6-10所示，直线桥的墩台中心均位于桥轴线上，且桥轴线和线路中线完全重合。
由此可见，在桥梁施工坐标系中，各墩台中心的Y 坐标均为零；X 坐标为各墩台中心的里程与坐标原点的里程差，且相邻两墩台里程之差即为跨距。
设桥轴线控制点A 为施工坐标系的原点，其里程为DK A ，第i 号墩的里程为DK i ，图6-10 直线桥平面布置示意图则该墩中心的坐标x i 、y i 为⎭⎬⎫=-=0i A i i y DK DK x （6-11）若第i-1号墩中心的里程为DK i-1，则第i-1号墩与第i 号墩的跨距为l i = DK i - DK i-1 （6-12）与直线桥相比，曲线桥墩台中心坐标的计算要复杂的多，涉及的内容也较多，下面就有关内容分述如下。
二、曲线桥布置形式1.梁在曲线上的布置形式桥梁位于曲线上，线路中线为缓和曲线或具有一定半径的圆曲线，而预制梁的中线为直线，这就要求梁中线必须随着线路中线的弯曲形成与线路曲线基本相符的连续折线，如图6-11所示。
这条连续折线称为曲线桥梁的工作线，其顶点为相邻两梁中线的交点。
相邻两交点之间的水平距离，称为交点距，亦称墩中心距或跨距，以L表示。
图6-11 曲线桥与线路关系示意图在曲线桥上，桥梁工作线为折线，线路中线为曲线，两者并不重合，列车通过时，桥梁必然承受偏心荷载。
为了使桥梁承受较小的偏心荷载，桥梁设计中，每孔梁中心线的两个端点并不位于线路中心线上，而必须将梁的轴线向曲线外侧移动一段距离（如22′、33′），这段距离称为桥墩偏距E。
相邻梁跨工作线构成的偏角α称为桥梁偏角。
根据跨长及曲线半径，梁中线向曲线外侧所移动的距离（偏距），可以等于以梁长为弦线的中矢值（称为切线布置），如图6-12(a)所示；也可以等于该中矢值的一半（称为平分中矢布置），如图6-12(b)所示。
这两种布置形式相比较，平分中矢布置较为有利，铁路曲线桥基本都采用这种布置形式。
桥梁结构计算汇总
桥梁结构计算汇总桥梁结构计算是指对桥梁进行力学计算和结构分析，以确定其安全可靠性及合理性的过程。
桥梁结构计算通常包括静力分析、动力分析、疲劳分析和地震响应分析等。
以下是对桥梁结构计算的汇总，详细介绍了桥梁结构计算的主要内容和方法。
静力分析是桥梁结构计算的基础，主要通过静力平衡方程来计算桥梁的受力状态。
在静力分析中，需要考虑桥梁受力的各种载荷形式，如自重、交通荷载、温度荷载等。
同时还要考虑桥梁结构的几何形状和材料特性等因素。
静力分析的结果可以用于确定桥梁各个部位的受力大小和分布情况，进而评估桥梁结构的安全可靠性。
动力分析是桥梁结构计算中的重要内容，主要用于评估桥梁在受到动态载荷作用时的响应情况。
动力分析需要考虑桥梁的固有振动特性和外部载荷的激励作用。
通常采用有限元方法进行动力分析，通过求解桥梁结构的动力方程，得到桥梁受力和挠度的频率响应函数。
通过分析这些频率响应函数，可以评估桥梁在不同载荷频率下的响应情况，从而判断其安全性和合理性。
疲劳分析是桥梁结构计算中的另一个重要内容，主要用于评估桥梁在交通荷载作用下的疲劳寿命。
疲劳分析需要考虑桥梁结构的应力历程和疲劳寿命曲线等因素。
通常采用Wöhler曲线来描述桥梁材料的疲劳寿命，然后通过计算桥梁的应力范围来评估其疲劳寿命。
疲劳分析的结果可以用于确定桥梁的疲劳寿命和安全系数，进而指导桥梁的维护和管理。
地震响应分析是桥梁结构计算中的另一个重要内容，主要用于评估桥梁在地震作用下的动态响应情况。
地震响应分析需要考虑桥梁的地震波输入、结构的动力特性和地震荷载的激励作用。
通常采用时程分析方法进行地震响应分析，通过求解桥梁结构的动力方程和地震方程，得到桥梁在地震作用下的位移、加速度和应力等参数。
地震响应分析的结果可以用于评估桥梁在地震作用下的安全性和可靠性，进而指导桥梁的设计和改造。
总的来说，桥梁结构计算是一项复杂且关键的工作，需要综合考虑桥梁的力学特性、材料特性和环境特性等因素。
桥梁计算的内容和步骤
桥梁计算的内容和步骤嘿，咱今儿就来聊聊这桥梁计算的那些事儿哈！你想想看，一座桥梁那可是要承载好多好多的重量呢，有来来往往的车辆呀，还有行人啥的。
那这桥梁得足够结实才行吧，不然要是哪天突然塌了，那可不得了啦！所以这计算可就太重要啦。
首先呢，得算一算这桥梁要承受的荷载。
啥是荷载呀？就好比说那些车呀、人的重量呀，还有风的力量呀，甚至是温度变化带来的影响呢。
这就好像你背个书包，你得知道书包有多重，你才能知道自己能不能背得动嘛。
然后呢，要考虑这桥梁的结构形式。
是拱桥呢，还是梁桥呀，或者是斜拉桥之类的。
每种结构都有它自己的特点和计算方法哦。
就好像不同的衣服有不同的款式和穿法一样。
接下来，就是对桥梁各个部分进行详细的分析计算啦。
比如那主梁呀，桥墩呀，桥台呀等等。
这就好比给一个人做全身检查，得每个部位都照顾到，不能有遗漏呀。
计算主梁的时候，要看看它能不能承受住那些荷载，会不会变形呀啥的。
桥墩呢，得保证它稳稳地站在那里，不会被压垮咯。
桥台也是很重要的呀，它得把桥梁和地面连接好呢。
在计算的过程中，可不能马虎哟！一个小错误可能就会导致大问题呢。
就像你走路，一步没走好可能就会摔一跤。
而且呀，还得考虑很多其他的因素呢。
比如说材料的特性，不同的材料强度可不一样哦。
还有施工的工艺呀，要是施工没做好，那计算得再完美也没用呀。
这桥梁计算可不简单吧？它就像是一个大工程，需要我们一点点地去琢磨，去研究。
要是没算好，那后果可不堪设想呀。
咱再想想，如果一座桥建好了，大家都开开心心地在上面走，车也安安全全地通过，那多好呀！这可都多亏了那些精心的计算呢。
所以说呀，这桥梁计算真的是太重要啦！咱可不能小瞧了它，得认真对待，就像对待我们自己的宝贝一样。
这样才能造出坚固耐用的桥梁，让大家都能放心地使用呀！这就是我对桥梁计算的理解啦，你觉得呢？。
桥梁计算(常用的计算方法)
...wd...桥梁计算＊＊＊桥梁仿真单元类型1一、建议选用的单元类型1二、常见桥梁连接部位2三、桥梁根底的处理方式2＊＊＊桥梁常见模型处理2一、桥梁中常用的模型可以用相应的单元2二、桥梁建模要综合运用各种适宜的单元3三、选用适宜的分析方法3施加预应力的方式3一、预应力的模拟方式3二、建立预应力的模型5＊＊＊土弹簧的模拟5＊＊＊混凝土的模拟5工况组合6一、典型的荷载工况步骤6二、存储组合后的荷载工况6风荷载确实定7地震波的输入7初应力荷载8Ansys可采用两种方法来实现铰接：8AUTOCAD模型输入9用ANSYS作桥梁计算十三〔其他文件网格划分〕12(一)时间选项13(二)子步数和时间步大小13(三)自动时间步长14(四)阶跃或递增载荷14关于阶跃载荷和逐渐递增载荷的说明：14一、用于动态和瞬态分析的命令14二、非线性选项14三、输出控制15重新启动一个分析16一、重启动条件16二、一般重启动的步骤17三、边界条件重建17在Ansys单元库中，有近200种单元类型，在本章中将讨论一些在桥梁工程中常用到的单元，包括一些单元的输人参数，如单元名称、节点、自由度、实常数、材料特性、外表荷载、体荷载、专用特性、关键选项KEYOPl等。
＊＊＊关于单元选择问题这是一个大问题，方方面面很多，主要是掌握有限元的理论知识。
首先当然是由问题类型选择不同单元，二维还是三维，梁，板壳，体，细梁，粗梁，薄壳，厚壳，膜等等，再定义你的材料：各向同性或各向异性，混凝土的各项’参数，粘弹性等等。
接下来是单元的划分与网格、精度与求解时间的要求等选择，要对各种单元的专有特性有个大概了解。
使用Ansys，还要了解Ansys的一个特点是笼统与通用，因此很多东西被掩盖到背后去了。
比方单元类型，在Solid里面看到十几种选择，Solid45，Solidl85，Solid95等，看来区别只是节点数目上。
但是实际上每种类型里还有Keyopt分成多种类型，比方最常用的线性单元Solid45，其Keyopt(1)：in cludeorexclude extradisplacement shapes，就分为非协调元和协调元，Keyopt (2)：fullintegration。
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3.1.4其他计算项目
对于桥梁结构设计计算，除上述计算项目外， 还需要进行持久状况和短暂状况主梁位移计 算，对应的工况为施工阶段工况、运营期活 载工况。
此外，还需进行支座选型计算，即考虑恒载、 温度梯度、支座沉降、单车道活载、横向分 布系数、支座数等条件，计算单个支座反力， 再根据计算出的支座反力查支座说明书，确 定支座型号。
桥梁工程CAD－软件篇
主讲：彭可可
一、有限元分析的基本步骤
图1-4支墩坝的离散化
图1-5平面问题三角形单元
在连续介质中，互相连接的点是无限的，具有无限个自由度，数值 解法难以进行。有限单元法把杆系结构的矩阵分析方法推广应用于连 续介质，把连续介质离散化，用有限个单元的组合代替原来的连续介 质，这样一组单元只在有限个结点上相互连结，因而只包含有限个自 由度，可用矩阵方法进行分析。
新老桥拼接三维仿真有限元模型
CFL应力云图
跨中应力云图（CFL未示出）
2.2 MIDAS软件分析功能
MIDAS Family Program是以POSCO集团 成立以来所积累的以机械、建筑和土木部 门的结构设计技术为基础，并在多位教授 和工程技术人员的帮助下制作出来的。
MIDAS Family Program软件系列包括 MIDAS CIVIL（适用于土木工程）、 MIDAS GTS（适用于隧道工程）、MIDAS Building（适用于建筑工程）、MIDAS FEmodeler（适用于有限元仿真分析）、 MIDAS Gen(土木、建筑部门通用结构分析 以及优化设计系统)。
各种平面单元和空间单元
表1- 1各种平面单元
表1-2各种空间单元
二 桥梁工程常用 专业分析软件
2.1 ANSYS软件分析功能
ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一 体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析 软件公司之一美国ANSYS公司开发，它与多数CAD软件接 口，实现数据共享和交换，如Algor、 AutoCAD等，是现代 产品设计中的高级CAD工具之一。 软件主要包括三个部分：前处理模块、分析计算模块和后处 理模块。 前处理模块提供强大的实体建模及网格划分工具； 分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析 和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场 分析、电压分析等，具有灵敏度分析及优化分析能力； 后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢 量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示 等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显 示或输出。软件提供了100 种以上的单元类型，用来模拟工 程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本，可以运行 在从个人机到大型机，如PC、SGI、HP、SUN、DEC、 IBM、CRAY等多种计算机设备上。
3.1.2.1持久状况正常使用极限状态验算
3.1.2.2持久状况预应力混凝土构件应力验算
3.1.2.3预应力钢筋拉应力验算
3.1.3承载能力极限状态强度验算
按照桥规持久状况承载能力极限状态计算要 求，主梁应满足正截面抗弯强度、斜截面抗 剪强度和抗扭强度的要求。 1)正截面抗弯强度验算
按照规范JTG D62-2004第5.1.5条，应进行主梁承载 能力极限状态内力组合，将预应力钢筋作为结构抗力的一 部分，考虑预加力引起的次效应，并考虑普通钢筋的作用， 得到结构内力、绘制结构抗弯承载力包络图。
3.1.3承载能力极限状态强度验算
按照桥规持久状况承载能力极限状态计算要 求，主梁应满足正截面抗弯强度、斜截面抗 剪强度和抗扭强度的要求。 2)斜截面抗剪强度验算
斜截面抗剪强度验算取用的荷载效应为基本组合效应 值，按照JTG D62-2004第5.2.9条验算截面尺寸，按照第 5.2.7～5.2.8条验算斜截面抗剪承载力。并应绘制结构抗剪 承载力包络图。
3.2 结构检算
Hale Waihona Puke 3.2.1常规结构检算
结构检算和结构设计计算的项目类似。所不同的是，结构 检算一般是针对已建结构和服役结构的，主要是结合实验 进行承载能力、动力性能的评定。目前公路工程界采用的 旧桥承载力评估方法是主要依据交通部 1988 年颁布的《公 路旧桥承载能力鉴定方法》(以下简称《鉴定方法》) , 以及 参考《大跨径混凝土桥梁的试验方法》、《铁路桥梁检定 规范》等。该《鉴定方法》其仅适用于砖、石、混凝土、 钢筋混凝土、预应力混凝土桥。 对结构现有承载能力的验算可依照《公圬工桥涵设计规范》 ( JTG D61-2005)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵 设计规范》( JTG D62-2004) 的有关结构抗力效应不小于结 构荷载组合效应的极限状态方程式, 引入旧桥验算系数Z1计 算。 Z1是通过对基础位移、结构变形、构件开裂及其它破坏情 况的现场观察后, 对结构抗力效应考虑不大于1.2的折减系数。 对于砖石、混凝土结构、钢筋砼结构和预应力砼结构
3.1.2正常使用极限状态验算
持久状况正常使用极限状态验算 按照正常使用极限状态的要求,应采用作 用短期效应组合和长期效应组合，根据规范 中对于全预应力构件和部分预应力构件的相 应规定进行主梁抗裂验算。 持久状况预应力混凝土构件应力验算 按照规范JTG D62-2004第7.1.1条，按持 久状况设计的预应力混凝土受弯构件，应计 算其使用阶段正截面混凝土法向压应力和斜 截面混凝土的主压应力，并不超过相应限值。 计算时作用取标准值，汽车荷载考虑冲击系 数。 预应力钢筋拉应力验算
3.3.1.1正装法
1)正装计算法是按照桥梁结构实际施工加载顺序来进行结 构变形和受力分析，它能较好地模拟桥梁结构的实际施工 历程，能得到桥梁结构在各个施工阶段的位移和受力状态， 这不仅可用来指导桥梁设计和施工，而且对桥梁施工控制 提供了依据。同时，在正装计算中，能较好地考虑一些与 桥梁结构形成历程有关的影响因素，如结构的非线性问题 和砼收缩、徐变等问题。正因为如此，正装计算法在桥梁 结构的计算分析占有重要的位置，对于各种型式的大跨度 桥梁，要想了解桥梁结构在各个施工阶段的位移和受力状 态，都必须首先进行正装计算。
r0 S R( f d , ad )Z1
3.2.2考虑双重非线性的承载能力分析计算
（1）特征值屈曲分析（理想分枝点失稳问题，又称第一类稳定问题） 对于压弯构件，或有初始缺陷（如初始变形或初始偏心）的杆件，结构 从加载开始始终保持一种平衡状态，不发生平衡分枝。随着荷载增加， 结构的变形不断增加，当荷载达到一定值时，结构在应力较大的区域出 现塑性变形，刚度下降，变形增加更快。这一荷载峰值被称为稳定极限 荷载，又称为压溃荷载。第二类稳定问题若不考虑材料的非线性，它将 以第一类稳定的临界荷载作为稳定极限荷载的渐近值，第一类稳定问题 的临界荷载是第二类稳定问题稳定极限承载力的上限。 （2）几何非线性屈曲分析（极值点失稳问题，又称第二类失稳问题） 由特征值屈曲分析估算出结构基本荷载，分若干个子步加载。采用迭代 法、增量法、混合法、Newton-Raphson等方法进行几何非线性求解。 判断解的收敛与发散，采用力的收敛准则。在进行非线性弹塑性屈曲分 析时，考虑了初始加载状态下的应力，并以一阶特征屈曲模态为基础来 模拟缺陷和横向风力的影响。 （3）非线性弹塑性屈曲分析（极限承载力分析）同时考虑结构的几何、 材料非线性因素，采用双重非线性有限元理论，求解时用增量法考虑材 料的非线性影响，计算不同工况下结构的力学响应，得出各工况下的极 限承载力，分析得出最不利工况下双重非线性的结构极限承载力。
16米预应力空心板的计算
2.4 其他计算程序
桥梁通由西安方舟交通科技有限责任公司研发。分为桥梁 通（上部）和桥梁通（下部）。
《公路桥梁计算机辅助设计系统》--桥梁通CADV7.0，主 要用于公路桥梁初步设计和施工图设计阶段的设计，符合 我国现行公路测设技术标准和规范，能直接投入生产应用。 用户仅需对桥梁结构输入一些必要的参数，计算机即可自 动完成对桥梁下部结构的设计、计算、验算、复核，生成 详细的计算书，并绘制桥梁方案图和细部施工设计图纸， 计算钢筋明细和材料数量。对桥梁进行多方案比选，优化 设计，以降低工程造价。 《桥梁通（上部）CAD》是西安方舟计算公司继“桥梁通 CAD”之后，在桥梁设计方面的又一力作，该软件主要针 对桥梁上部设计和绘图，和桥梁通CAD相结合，是桥梁设 计方面全面的一体化解决方案，结合桥梁通CAD，用户可 以方便快捷的完成桥梁设计，极大的提高设计效率，降低 工作强度。
2.4 其他计算程序
BPT配筋程序
2.4 其他计算程序
BPT配筋程序STEP1
单位KN、m
2.4 其他计算程序
BPT配筋程序STEP2
单位KN、m
三 桥梁计算分类
根据计算目的，桥梁工程的计算可分为： 结构设计计算 结构检算 施工控制计算 结构可靠度计算
3.1 结构设计计算
3.1结构设计计算
结构设计计算的目的是对桥梁结构进行施工 阶段应力计算、正常使用极限状态和承载能 力极限状态进行验算，以使拟建结构的变形、 位移、应力等指标满足现行规范要求，确保 拟建桥梁结构安全。 以下以预应力砼桥梁结构为例，说明结构设 计计算的主要项目。
3.1.1施工状态应力验算
按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵 设计规范》JTG D62-2004 第 7.2.8 条规定， 在预应力和构件自重等施工荷载作用下截面 边缘混凝土的法向应力应符合：压应力 t ' ' t cc f ck ftk ≤0.70 ，拉应力 0.70 。 ≤ ct
3.3 施工控制计算
3.3.1施工控制计算主要方法
为确保桥梁施工的安全，桥梁施工控制必不可少，尤其对 造价昂贵的大跨度桥梁，更为重要。 施工控制包括结构变形控制、结构应力控制和结构稳定控 制。其中结构变形控制是施工控制的基本要求。