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《桥梁电算》课程教学大纲课程编号：031155 学分：2 总学时：34+34（上机）大纲执笔人：曾明根大纲审核人：石雪飞一、课程性质与目的本课程是面向土木工程专业的选修课，通过教学，学生应掌握桥梁工程设计及科研中常用的一些计算机应用基础理论、方法和常用程序的使用，并具有初步开发桥梁工程计算机应用程序的能力。
同时为专业课程设计及毕业设计提供必要的实用软件。
二、课程基本要求1、掌握桥梁工程专业常用计算机程序编制原理、方法、框图2、初步掌握教材提供的应用软件使用方法及二次开发能力。
三、课程基本内容（一）断面几何特性计算1、梯形分块法梯形分块法计算公式、程序语句、部分断面的几何特性。
2、三角形分块法三角形分块法计算公式、程序语句。
3、积分法求几何特性断面宽度的函数表达式、积分法基本公式、辛普生积分程序语句•4、薄壁断面几何特性计算计算原理及公式：自由扭转、约柬扭转；断面形状的表示及辅助计算过程‘舱板编号计算、板的几何计算、积分图乘法、计算板的静矩及惯矩；程序框图薄壁断面几何特性计算程序；数据文件填写及程序使用；（二）钢筋混凝土构件断面计算1、任意受力钢筋混凝土构件的强度复核。
钢筋混凝土构件横截面几何特性计算．轴心技压构件强度复核：基本公式、程序框图、源程序。
受弯构件的强度复核：基本公式、程序框图、二分法、源程序。
偏心拉压构件的强度复核：基本公式、小偏心受拉、大偏心受拉、程序框图、源程序。
任意受力的钢筋混凝土构件强度复核程序：程序框图、使用说明．2、任意受力钢筋混凝土构件的配筋设计轴心技压构件的配筋设计：基本公式、子程序框图、源程序。
受弯构件的配筋设计：基本公式、程序框图。
偏心受力构件的配施设计：程序框图。
优化配施设计：优化目标函数、区间估计、0.618法调优。
任意受力钢筋混凝土构件的配筋设计程序总框图．任意受力钢筋混凝土构件的配筋设计程序源程序及使用说明．3、圆形截面钢筋混凝土构件的强度复校及配筋设计：基本公式、强度复核程序框图、配施设计程序框图、源程序及使用说明．4、钢筋混凝土受弯构件应力验算。
1.1.1全局挂篮编组1.功能：对于悬臂施工的桥梁结构，在节段施工中需要挂篮做临时承重结构，由于挂篮锚固于主梁上，因而挂篮将与结构同时受力，系统采用子结构法模拟挂篮的施工。
首先对全部挂篮编组，以便索引。
系统打开一个如图1所示的挂篮编组对话框。
图1 全局挂篮编组对话框2.基本信息：●前支点挂篮：指在斜拉桥悬臂施工时，将拉索锚固于已安装的空挂篮前点，待节段施工结束后，再将拉索锚固于主梁上，从而解除对挂篮前支点的约束。
●后支点挂篮：为一般悬臂施工中，现浇节段的重量由挂篮承受，而挂篮重量靠后支点锚固于已浇注的梁段上；待节段施工结束后，此现浇的梁段自重再由已浇注的主梁单元承担。
●组成单元号：组成:当前挂篮的单元号。
挂篮宜设置2-3个单元。
组成挂篮的单元需事先在单元信息里定义，它们决定着挂篮结构的刚度特征。
一般情况下，我们验算桥梁的安全并不考虑挂篮自身的安全，通常用刚度较大的单元模拟挂篮。
●h：主梁坐标点竖向与挂篮单元坐标点间的距离，挂篮位于主梁下侧输入正值，否则输入负值。
即为“阶段单元外形”图形显示时，挂篮与主梁高度上的距离。
●前进方向：指定挂篮的前进方向。
当挂篮定位点坐标发生偏移时，需根据此方向推定挂篮的X坐标位置，决定X坐标是增加偏移量还是减去偏移量，如果左侧为前进方向，则为减去偏移量，否则为加上偏移量。
●支点节点号：前支点挂篮时激活。
填入前端锚固拉索的前支点对应的节点号。
●吊点1、2节点号、节点力：图示中对应吊点1、2的挂篮单元节点号及挂篮自重作用于梁上的等效节点力，力的方向与总体坐标系一致为正。
程序在计算挂篮对结构的影响时，不计挂篮自重，而以此处输入的节点力为挂篮的基本力；这个力就是挂篮的自重力。
●前一个、后一个：切换当前挂篮。
●添加：添加一个挂篮。
●删除：删除当前挂篮。
1.1.2 阶段挂篮操作1. 功能：对于已编组的挂篮结构，在各施工阶段受力、加载和位置等信息，在各施工阶段都应对其信息进行描述。
桥 梁 电 算 课程讲义 编者：张宇辉 Un Re g i s t e r e d目录第一章 绪论1.1 课程与职业的关系（重要性）1.2 课程的特点（难点）1.3 学习目的1.4 学习内容1.5 学习要求第二章 常用桥梁结构分析软件概述2.1 结构力学计算器SM-SOLVER2.2 桥梁博士Dr.bridge2.3 迈达斯Midas Civil2.4 Ansys2.5 其它2.6 工程实例演示第三章 桥梁数值计算分析3.1 建模3.2 桥梁荷载介绍3.3 桥梁计算分析3.4 桥梁作用效应组合3.5 桥梁正常使用极限状态验算（自学）3.6桥梁承载能力极限状态验算（自学）第四章 上机实践4.1 简支梁桥建模4.2 拱桥建模加载4.3 预应力混凝土梁桥施工阶段分析U n R e gi s t e r e d第一章 绪论1.1 课程与职业的关系（重要性）1.2 课程的特点（难点）1.3 学习目的1.4 学习内容1.5 学习要求1.1 课程与职业的关系（重要性）1 直接相关：本课程将直接应用于以后的生产实践。
（读研、就业）2 针对性：不同的专业，使用的软件不同，对结构设计的要求不同。
3 广泛性：无论以后从事何种职业，都或多或少都会用到本门课程的相关知识。
（科研、设计、施工）1.2课程的特点（难点）1 深厚的理论知识ïïþïïýü计算机桥梁力学数学 2 实践性强 只有通过实践解决实际问题，才能学会。
1.3学习目的— 掌握桥梁结构分析的基本理论— 了解桥梁结构分析的一般流程— 初步了解计算分析软件Midas1.4 学习内容— 常用桥梁计算软件概述— Midas 初级功能— 桥梁平面杆系模型的建立— 掌握桥梁荷载效应— 影响线、恒载内力、活载内力计算— 荷载效应组合— 结构强度验算和正常使用性能验算参考教材：《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 MIDAS2006使用说明书1.5 学习要求— 独立完成常规桥梁的计算分析— 考核要求：理论课成绩=70%随堂测验+30%平时考勤上机课成绩=70%上机考核+30%平时考勤 U n R e g i st e r e d第二章 常用桥梁结构分析软件概述2.1 桥梁结构分析的杆系有限单元法2.2 结构力学计算器SM-SOLVER2.3 桥梁博士Dr.bridge2.4 迈达斯Midas Civil2.5 Ansys2.6 其它2.7 工程实例演示2.1 桥梁结构分析的杆系有限单元法桥梁结构分析，可分为总体分析和局部分析两大部分。
第一章绪论1 '桥梁计算用的通用软件和专业软件和特点：Midas/Civil、SAP2000、桥梁博士有限元软件，专业性强，对于杆系模型的计算分析有较强优势，适合宏观计算把握；ANSYS、NASTRAN、IDEAS有限元软件，综合性强，对于板壳和实体模型的计算分析有较强优势，适合结构的精细计算分析。
2、桥梁结构分析问题分类：1、线弹性问题（1材料应力与应变为线性尖系，满足胡克定律2应变与位移也是线性问题3线弹性问题为求解线性方程组问题），静力计算和结构动力响应分析都属于线性问题：2、非线性问题的方程是非线性的，需要迭代求解，线性问题的叠加原理不适用，非线性问题不一定有一致解、甚至没有解（分为材料非线性，几何非线性，状态非线性，边界非线性）3、结构简化基本原则：计算模型应尽量符合实际结构的构造特点和受力特点，以保证计算分析结果的真实性；保证体系的几何不变性，特别是对有复杂的体系转换过程更应注意，同时要避免施加与实际结构受力不符的多余约束；在合理模拟的前提下尽量减少节点数目，减少未知量的数目，以减少计算规模，节省计算时间和计算机空间；本构尖系应真实反映材料性质。
结构分析基本过程：模型建立（实际结构与荷载的简化、网格划分）、施加荷载和约束、求解、后处理（对运行结果的判断与整理）4、桥梁稳定分为动力稳定和静力稳定5、桥梁结构分析中存在的两类问题：第一类稳定分支点失稳定问题，是指当达到临界荷载时，除结构原来的平衡状态外，还可能出现其他的平衡状态；第二类稳定问题为极值失稳问题，是指结构保持一个平衡状态，随着荷载增加，在应力较大的区域出现塑性变形，结构变形很快增大，当达到一定数值时，即使荷载不再增加，结构变形也自行迅速增大直到结构破坏6、有限元分析的常见错误：由于建模问题、参数或约束条件设置不当等原因会遇至到：1、约束自由度不够2、自由度约束不当3、计算结果不正确（1建模2参数或选项设置不当3边界条件）7、正确性判断：1定性定量法2支反力检查法3分步建模法4经验法5平行计算法8、提高正确性的方法：a熟悉有限元基本原理，了解有限元分析的基本过程，掌握结构矩阵位移法b熟悉有限元程序的基本特点和技术要求c通过简单模型，掌握单元或功能的使用方法d仔细分析结构的受力特点，做出结构受力的分析模型e做好建模前的准备工作，包括单元划分、节点编号、截面描述、输入方法的确定f采用图形输入方法检查数据第二章杆系结构的矩阵位移法结构分析的三个基本要点：1单元分析2整体分析3计算单元坐标系的杆端力1、总体坐标系：笛卡尔坐标，即直角坐标系，满足右手法则，作用：输入节点坐标、输入节点约束信息、输入节点荷载、整体方程组的建立、节点位移的输出。
桥梁工程毕业设计桥梁结构电算教案一、教学目标1. 让学生了解桥梁结构电算的基本概念和作用。
2. 培养学生运用桥梁结构电算软件进行桥梁设计和分析的能力。
3. 使学生掌握桥梁结构电算的基本步骤和方法。
二、教学内容1. 桥梁结构电算的基本概念和作用2. 桥梁结构电算软件的选用和安装3. 桥梁结构电算的基本步骤和方法4. 桥梁结构电算案例分析5. 桥梁结构电算在工程中的应用三、教学方法1. 讲授法：讲解桥梁结构电算的基本概念、作用、步骤和方法。
2. 实践法：引导学生运用桥梁结构电算软件进行案例分析和工程应用。
3. 讨论法：组织学生交流桥梁结构电算的心得体会，分享实际工程经验。
四、教学准备1. 教师准备：熟练掌握桥梁结构电算软件，了解相关工程案例。
2. 学生准备：掌握桥梁工程基本知识，具备一定的计算机操作能力。
3. 教学资源：桥梁结构电算软件、案例资料、工程实例图片等。
五、教学过程1. 导入：介绍桥梁结构电算的基本概念和作用，激发学生兴趣。
2. 讲解：讲解桥梁结构电算软件的选用和安装方法。
3. 演示：演示桥梁结构电算的基本步骤和方法，让学生直观了解整个过程。
4. 实践：布置桥梁结构电算案例，引导学生动手操作，巩固所学知识。
5. 讨论：组织学生交流桥梁结构电算的心得体会，分享实际工程经验。
6. 总结：总结桥梁结构电算的关键点，强调注意事项。
7. 作业：布置相关桥梁结构电算练习题，巩固所学知识。
教学评价：通过学生作业、实践报告和课堂表现等方面，评价学生对桥梁结构电算的掌握程度。
六、教学案例分析1. 案例选取：选择具有代表性的桥梁工程案例，如梁桥、拱桥、悬索桥等。
2. 分析内容：从结构设计、受力分析、材料选择等方面进行案例分析。
3. 电算应用：引导学生运用桥梁结构电算软件进行案例计算和分析。
4. 结果讨论：组织学生讨论案例分析结果，评价电算软件的准确性和可靠性。
七、桥梁结构电算在工程中的应用1. 工程实例：介绍实际工程中桥梁结构电算的应用实例，如新建桥梁、旧桥加固等。
