桥梁博士V4工程案例教程04_桥梁博士V4加固计算解决方案文档

一、常见加固方法 (1)

二、增大截面加固法 (2)

⑴创建截面 (2)

⑵建梁 (5)

⑶钢筋定义 (6)

三、粘贴钢板/纤维复合材料加固法 (7)

⑴创建截面 (7)

⑵其他操作 (8)

四、增加抗剪材料加固法 (10)

⑴设置抗剪材料 (10)

⑵其他操作 (11)一、常见加固方法

目前，对旧桥进行加固主要有两种途径：一是直接加固薄弱区，以提高构件承载力，二是可以通过改变原结构受力体系，调整结构内力。这两种途径在现行的《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22-2008中具体的方式可总结如下：

其中增大截面加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维复合材料加固法属于直接加固薄弱区的加固方法。

本文通过一跨20米简支矩形梁分别说明如何在桥梁博士V4中进行增大截面加固法、粘贴钢板/纤维复合材料加固法和增加抗剪钢板/纤维布的操作。

注：本文内容只对软件操作方法进行阐述，不代表模型中数据、边界条件的模拟等建模信息具有实际的工程指导意义。具体模型参数（如结构尺寸、配筋形式等）需根据实际项目进行填写。

二、增大截面加固法

增大截面加固法主要是通过在梁柱的原截面上增加附属材料（主要是混凝土）以达到对桥梁截面进行加固的目的。本例截面为1m的矩形截面，在梁底增加

10cm的增加大截面对梁体进行加强，其操作方式与组合梁的主截面、子截面操

作类似。

⑴创建截面

打开桥梁博士V4程序，新建一个项目，在建模界面右侧打开截面编辑界面。

单击截面几何→矩形，增加一个矩形截面，矩形截面尺寸采用默认值即宽高为1000mm的矩形截面。

程序除自带有矩形截

面外，常见的圆形、椭

圆、环形等截面形式也

可通过此种方式创建。

在定义矩形截面后，可以通过在命令行输入“L”命令，在矩形截面底部绘制一个高度为100mm，长度为1000mm的矩形形状，并通过点击截面几何→转成区

域将其转换成程序能够识别的矩形截面。

也可通过CAD导

入来创建不规则的截

面形状。导入时注意

导入截面的位置，同

一截面可以导入多个

闭合截面，程序会将

这些闭合截面识别为

一个整体截面。

创建完加固截面后，选中底部增大的矩形截面，在左侧的对话框子截面名称中对其定义名称。本例名称为“混凝土加固截面”

对截面定义完名称后，此时程序会认为矩形截面为主截面，小的矩形截面为子截面。打开截面定义对话框，对主截面和子截面性质分别定义如下：

关于截面安装

序号的定义可以参

考桥博论坛中相关

内容。

在截面定义中加固截面的选择：

不加固：表示对应截面不是加固截面，也就是原截面。

对称加固/不对称加固：当截面为加固截面时选择，用于确定偏心距增大系数的修正系数。参见《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22-2008第5.3.7条、

《城市桥梁结构加固技术规程》CJJ/T 239-2016第5.5.3条。

⑵建梁

在建模界面采用建梁命令建立一个标准跨径为20m的简支梁。

点击建梁，依次在命令行输入如下命令：

输入梁起点或中点<0,0>:（空格或回车）

指定跨径方式[顺序跨径(K)/对称跨径(M)]:K

输入跨径布置:20

指定支座到梁端距离<0,0>:0.5

建立完梁后，采用装截面操作将创建的截面赋予给主梁。

本例梁截面只有一个

，故只在梁端指定一个

截面。

主梁建立完成以后，可以采用加密命令对构件进行加密操作，并在构件属性框中将构件验算类型选成对应的加固类型。

（对于属性框中其他参数意义，请参考桥博V4其他相关技术资料，本例不再进行阐述）

⑶钢筋定义

双击左侧钢筋设计，打开钢筋设计界面，在当前构件中选择想要编辑的构件名称，进行钢筋编辑，钢筋编辑与常规梁编辑没有区别，所不同的是，此界面显示的梁高为整体梁高，即原梁高+增大截面高度，输入钢筋时可根据实际钢筋的布置输入原钢筋位置和增大截面中钢筋的位置。

至此，加固截面的主要操作步骤基本完成。关于后续的施工阶段及运营阶段数据填写，本例不再进行陈述，可参考桥博V4其他相关技术资料或参考本文档附带模型及PPT演示文档中相关内容。

三、粘贴钢板/纤维复合材料加固法

本章通过以20米简支矩形梁为例，重点阐述混凝土梁粘贴钢板加固方法在桥博V4中的操作，粘贴碳纤维等纤维复合材料的建模方法与之相似。

⑴创建截面

在新建项目完成后，打开桥博V4的截面编辑界面，创建一个高宽为1000mm 的矩形截面（操作与第二章内容相同）。

创建完成后，打开截面计算→粘贴截面，在打开的对话框中编辑粘贴钢板的相关信息。

表中各参数表示含义如下：

子截面名称：加固材料所组成的截面的名称（程序默认为子截面），子截面相关信息在截面定义中编辑。

厚度：加固材料厚度。

宽度：加固材料宽度（加固材料横向位置：程序认为加固材料中点与原截面的中点对齐）。

竖向位置：加固材料的竖向中点在截面中的竖向坐标值。

布置起点/终点：加固材料在纵梁中的布置范围。

打开截面几何→截面定义界面，在打开的对话框中编辑截面属性。

本例粘贴材料

为钢板，故在材料

选择时选为了钢材

材料，若粘贴其他

材料时可在总体信

息中进行定义，然

后在此选择粘贴材

料即可。

⑵其他操作

截面定义完成后，其他建梁、截面赋予、节点加密、钢筋定义等操作同第二章相关内容。需要注意的是，在钢筋定义中的梁高为主截面（本例为矩形梁截

面）的高度，不包含加固材料的厚度。

施工阶段也可参考前面示例，但有两点也需要注意：

1、施工分析，本例分两阶段即可。

2、对于粘贴钢板加固法，程序不能自动考虑粘贴材料的自重，所以在第二施工阶段需要通过线性荷载模拟加固材料的自重。

本例钢板尺寸为100x500mm，故线性荷载大小为3.93KN/m。

运营分析，操作同第二章相关内容，不再阐述。

四、增加抗剪材料加固法

在桥梁加固过程中，除了要增强结构的受弯承载能力外，对结构的抗剪承载力也会通过加固的方式进行提高，常见的加固方法就是在梁上设置额外的抗剪加固材料（如钢板、碳纤维布等），本例将说明当在梁上设置抗剪材料时，如何在桥博V4中进行操作。

⑴设置抗剪材料

如前面章节所述，建立一个高宽各为1000mm的矩形截面，然后点击截面计算下的抗剪钢板或抗剪纤维选项。

在打开的对话框中可编辑抗剪钢板和抗剪纤维的参数：

子截面名称：加固材料所组成的截面的名称（程序默认为子截面），子截面相关信息在截面定义中编辑。

厚度/宽度：加固抗剪材料的厚度或宽度。

横向数量：加固材料在横向的布置数目。

布置起点/终点：加固材料在纵梁中的布置范围。

其余表中各参数意义可参考图中所示：

⑵其他操作

截面定义完成后，其他建梁、截面赋予、节点加密、钢筋定义等操作同第三章相关内容。需要注意的是，在钢筋定义中的梁高为主截面（本例为矩形梁截面）的高度，不包含加固材料的厚度。抗剪材料也需要手动增加加固材料的自重，由于抗剪材料自重很小，本例不在考虑。

需要注意，对于抗剪加固截面，需要在构件的属性中指定抗剪修正系数（其他加固构件也要进行填写）。

修正系数的具体意义可参考《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22-2008第5.2.8节及《城市桥梁结构加固技术规程》CJJT 239-2016第5.2.6节相关解释。

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