橋梁蓋梁指的是為支承、分布和傳遞上部結(jié)構(gòu)的荷載，在排架樁墩頂部設(shè)置的橫梁。又稱帽梁。在橋墩（臺(tái)）或在排樁上設(shè)置鋼筋混凝土或少筋混凝土的橫梁。主要作用是支撐橋梁上部結(jié)構(gòu)，并將全部荷載傳到下部結(jié)構(gòu)。蓋梁的配筋很難套用標(biāo)準(zhǔn)圖和通用圖,需建模進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。因此,蓋梁計(jì)算模型的建立,在整個(gè)蓋梁計(jì)算過程中很重要。蓋梁的計(jì)算要點(diǎn)就是如何建立準(zhǔn)確而且簡化的計(jì)算模型。作為設(shè)計(jì)師，這兩大算法一定要會(huì)……
蓋梁兩大計(jì)算方法
1 傳統(tǒng)簡化算法
以橋梁通為代表
2 蓋梁影響線直接加載法
以橋梁博士為代表
橋梁通蓋梁計(jì)算與繪圖
一 蓋梁計(jì)算原理
⑴以交通部頒布現(xiàn)行的橋涵規(guī)范作為編程依據(jù)。
⑵斜橋以橋孔斜長為計(jì)算跨徑，按正交橋的方法計(jì)算。
⑶順橋向按簡支梁加載計(jì)算荷載支反力。
⑷橫向分配系數(shù)對稱布載按杠桿法，偏載按剛性橫梁法。
⑸三跨及以上時(shí)蓋梁視為剛性支承的雙懸臂多跨連續(xù)梁，兩跨時(shí)為雙懸臂簡支梁。
⑹建立柱(肋)支承反力影響線和每個(gè)計(jì)算截面內(nèi)力影響線。
⑺橫橋向荷載經(jīng)橫向分配傳遞給每片梁（板），再由每片梁（板）按內(nèi)力影響線加載得出各計(jì)算截面人群、汽車、掛車引起的最不利內(nèi)力值。
⑻對荷載內(nèi)力進(jìn)行組合，求出各計(jì)算截面內(nèi)力最大值和最小值，形成內(nèi)力包絡(luò)圖。
⑼彎矩控制正截面強(qiáng)度和主筋根數(shù)，剪力控制斜截面抗剪強(qiáng)度和斜筋根數(shù)以及箍筋間距和根數(shù)，裂縫由彎矩控制。
二 繪圖編制原理
⑴根據(jù)蓋梁外廓尺寸按縱、橫方向分別計(jì)算確定鋼筋構(gòu)造圖的繪圖比例，繪圖比例按2增減，同時(shí)計(jì)算出立面、平面、側(cè)面、鋼筋大樣等圖上控制座標(biāo)。
⑵根據(jù)斜交角、彎起鋼筋種類、箍筋環(huán)數(shù)、蓋梁等高或懸臂段變高計(jì)算鋼筋編號(hào)。
⑶繪制鋼筋立面、平面、側(cè)面及鋼筋大樣，并計(jì)算鋼筋根數(shù)和長度(含平均長度)。
⑷計(jì)算并繪制鋼筋明細(xì)表和材料數(shù)量表以及彎起鋼筋Ｄ值表。
⑸生成*.SCR鋼筋圖形文件，用戶進(jìn)入AutoCAD圖形平臺(tái)，即可將其顯示在屏幕上，并進(jìn)行編輯和修改，繪圖機(jī)輸出。
三 蓋梁設(shè)計(jì)
1樣板文件的使用
系統(tǒng)為用戶提供了文件名為n2.qlt、n3.qlt的樣板文件，橋墩編號(hào)為1號(hào)橋墩的數(shù)據(jù)是完整的，分別對應(yīng)2柱式、3柱式蓋梁結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)文件既可計(jì)算又可繪圖。
2建立用戶工程文件名
有兩種方法，一是在橋梁通主菜單的工程管理下拉式菜單的“創(chuàng)建工程”下建立，另一種是在橋梁通主菜單的“橋墩蓋梁計(jì)算與繪圖”下拉式菜單的“打開文件”按鈕下建立。
3輸入蓋梁尺寸
打開橋梁通主菜單的“橋墩計(jì)算與繪圖”下拉式菜單的“蓋梁計(jì)算與繪圖”，彈出“橋墩蓋梁計(jì)算與繪圖”數(shù)據(jù)輸入窗體，選擇蓋梁計(jì)算，再點(diǎn)擊“蓋梁尺寸”按鈕，彈出數(shù)據(jù)輸入窗體，根據(jù)提示輸入蓋梁的基本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢
關(guān)閉該窗體。
4輸入上部橫斷面數(shù)據(jù)
點(diǎn)擊“橫斷面”按鈕，彈出數(shù)據(jù)輸入窗體，根據(jù)提示輸入上部橫斷面的基本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢關(guān)閉該窗體。
5輸入設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)
點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)”按鈕，彈出數(shù)據(jù)輸入窗體，根據(jù)提示輸入設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的基本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢關(guān)閉該窗體。
6生成蓋梁離散圖
運(yùn)行“生成蓋梁離散圖”，用戶進(jìn)入AutoCAD R14，在Command命令項(xiàng)后鍵入script+空格+文件名，即可將蓋梁離散圖展現(xiàn)在屏幕上,用戶根據(jù)圖形檢查數(shù)據(jù)輸入有無出錯(cuò)。
7輸入蓋梁材料
點(diǎn)擊“蓋梁材料”按鈕，彈出數(shù)據(jù)輸入窗體，根據(jù)提示輸入蓋梁材料的基本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入完畢關(guān)閉該窗體。
8 進(jìn)入設(shè)計(jì)檢查
蓋梁的尺寸優(yōu)化取決于蓋梁橫斷面尺寸、柱的個(gè)數(shù)、柱的間距、上部荷載等，一般情況下，保證蓋梁正負(fù)彎矩接近的設(shè)計(jì)是合理的，如何實(shí)現(xiàn)？用戶只要點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)檢查”，彈出設(shè)計(jì)檢查窗體，選左側(cè)按鈕“蓋梁尺寸”、 “蓋梁材料”、 “上部橫斷面”、 “設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)”可進(jìn)行數(shù)據(jù)修改，確定后存盤，點(diǎn)擊“計(jì)算生成蓋梁包絡(luò)圖”，圖形區(qū)馬上動(dòng)態(tài)顯示包絡(luò)圖，如果不符合設(shè)計(jì)者要求，再修改數(shù)據(jù)存盤后點(diǎn)擊“計(jì)算生成蓋梁包絡(luò)圖”，直到設(shè)計(jì)者滿意。
9瀏覽和打印蓋梁計(jì)算書
關(guān)閉設(shè)計(jì)檢查數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“瀏覽蓋梁計(jì)算結(jié)果”按鈕，選擇工程文件名，這時(shí)，瀏覽結(jié)果窗體被顯示在平幕中央，設(shè)計(jì)者可以快速瀏覽蓋梁計(jì)算結(jié)果。如果設(shè)計(jì)者想瀏覽梁板橫向分配系數(shù)，僅需點(diǎn)擊“橫向分配系數(shù)”按鈕，如果想瀏覽蓋梁內(nèi)力組合結(jié)果，僅需點(diǎn)擊“內(nèi)力組合” 按鈕。設(shè)計(jì)者還可以打開另一個(gè)工程的計(jì)算結(jié)果，先點(diǎn)擊“兩份不同計(jì)算書”，再打開另外一份已經(jīng)計(jì)算好的計(jì)算書，兩個(gè)不同計(jì)算結(jié)果可同時(shí)瀏覽、比較。用戶也可點(diǎn)擊打印按鈕將蓋梁計(jì)算結(jié)果打印出來存檔、備查。
10生成彎矩、剪力包絡(luò)圖和裂縫配筋圖
進(jìn)入AutoCAD R14，在command:后面鍵入script+文件名，即可查看或繪制彎矩、剪力包絡(luò)圖和裂縫配筋圖。(這里略)
11生成鋼筋構(gòu)造圖的鋼筋數(shù)據(jù)
一但設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)確定，用戶即可點(diǎn)擊“生成鋼筋繪圖數(shù)據(jù)”，此時(shí)彈出對話框，提示用戶經(jīng)過計(jì)算后自動(dòng)生成的鋼筋數(shù)據(jù)要存放在哪個(gè)墩臺(tái)編號(hào)位置上，用戶必須用鼠標(biāo)點(diǎn)擊墩臺(tái)編號(hào)。比如，現(xiàn)在設(shè)計(jì)的是1號(hào)橋墩，如果該工程的1號(hào)橋墩首次設(shè)計(jì)，就選擇1號(hào)橋墩作為存放鋼筋數(shù)據(jù)；如果該工程的1號(hào)橋墩的鋼筋圖已經(jīng)設(shè)計(jì)好，這時(shí)，千萬不要選擇該工程的1號(hào)橋墩。否則，1號(hào)橋墩的原鋼筋數(shù)據(jù)將被設(shè)計(jì)生成的鋼筋數(shù)據(jù)覆蓋。這種情況下，最好選擇較大的那個(gè)墩臺(tái)編號(hào)（比如99號(hào)橋墩）存放經(jīng)過計(jì)算后自動(dòng)生成的鋼筋數(shù)據(jù)。如果1號(hào)橋墩需要該數(shù)據(jù)時(shí)，使用插入功能即可完成將99號(hào)橋墩的鋼筋數(shù)據(jù)插入到1號(hào)橋墩中。
12輸入或修改鋼筋數(shù)據(jù)
點(diǎn)擊“蓋梁繪圖”方式，再點(diǎn)擊“鋼筋數(shù)據(jù)”，彈出蓋梁鋼筋數(shù)據(jù)輸入對話框，用戶可以進(jìn)行鋼筋數(shù)據(jù)的輸入和修改，所有數(shù)據(jù)修改完畢，點(diǎn)擊“鋼筋數(shù)據(jù)檢查”按鈕，這時(shí)，系統(tǒng)會(huì)對蓋梁鋼筋數(shù)據(jù)的正確性進(jìn)行判斷，直到提示正確。有的提示比如側(cè)面鋼筋直徑一般為10mm、鋼筋等級一般為I級鋼筋，而用戶輸入的鋼筋直徑大于10mm、鋼筋等級為II級鋼筋時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)提示有錯(cuò)或警告，用戶可忽略，鋼筋圖仍然可以生成。
1）輸入或修改蓋梁材料、保護(hù)層、箍筋間距和加密數(shù)據(jù)
彈出蓋梁鋼筋數(shù)據(jù)輸入對話框后，點(diǎn)擊“蓋梁材料、保護(hù)層、箍筋間距和加密”，用戶可以進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的輸入和修改，修改完畢，應(yīng)點(diǎn)擊“存盤”按鈕存盤。
2）輸入或修改上下通筋、加強(qiáng)短鋼筋、彎起鋼筋數(shù)據(jù)
彈出蓋梁鋼筋數(shù)據(jù)輸入對話框后，點(diǎn)擊“上下通筋、加強(qiáng)短鋼筋、彎起鋼筋”，用戶可以進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的輸入和修改，修改完畢，應(yīng)點(diǎn)擊“存盤”按鈕存盤。當(dāng)需要輸入的數(shù)據(jù)被“示意圖顯示框”遮擋住時(shí)，可移動(dòng)“示意圖顯示框”，再進(jìn)行數(shù)據(jù)的編輯。
3）輸入或修改橫斷面鋼筋數(shù)據(jù)彈出蓋梁鋼筋數(shù)據(jù)輸入對話框后，點(diǎn)擊“橫斷面鋼筋”，用戶可以進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的輸入和修改，修改完畢，應(yīng)點(diǎn)擊“存盤”按鈕存盤。下緣鋼筋用“X”表示，當(dāng)鋼筋編號(hào)為2位數(shù)值時(shí)，10號(hào)鋼筋用“A”表示，11號(hào)鋼筋用“B”表示，12號(hào)鋼筋用“C”表示，13號(hào)鋼筋用“D”表示，14號(hào)鋼筋用“E”表示，15號(hào)鋼筋用“F”表示。
4）輸入或修改鋼筋骨架數(shù)據(jù)彈出蓋梁鋼筋數(shù)據(jù)輸入對話框后，點(diǎn)擊“骨架鋼筋”（注意“基本數(shù)據(jù)”中的“鋼筋骨架片數(shù)”必須大于0），用戶可以進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的輸入和修改，修改完畢，應(yīng)點(diǎn)擊“存盤”按鈕存盤。
13 鋼筋數(shù)據(jù)和鋼筋橫斷面數(shù)據(jù)說明
上緣直通鋼筋根數(shù)、下緣直通鋼筋根數(shù)可以相同或不同。
上下通筋形成鋼筋骨架片數(shù)可以為0或大于0，當(dāng)大于>0時(shí)其值N指N片上下通筋與短斜筋共同形成鋼筋骨架。這時(shí)，需要輸入：
邊柱左側(cè)每片鋼筋骨架的短斜筋根數(shù)NBZL=4；
邊柱左側(cè)每片鋼筋骨架的短斜筋與邊柱中心距離DBZL=50，90，130，170；
邊柱右左側(cè)每片鋼筋骨架的短斜筋根數(shù)NBZR=4；
邊柱右側(cè)每片鋼筋骨架的短斜筋與邊柱中心距離DBZR=40，80，120。
如果為3柱和4柱，繼續(xù)讀入以下短斜筋根數(shù)和支距。
中柱左側(cè)每片鋼筋骨架的短斜筋根數(shù)NZZL=4；
中柱左側(cè)每片鋼筋骨架的短斜筋與邊柱中心距離DZZL=55，95，135，175；
中柱右左側(cè)每片鋼筋骨架的短斜筋根數(shù)NZZR=4；
中柱右側(cè)每片鋼筋骨架的短斜筋與邊柱中心距離DZZR=45，85，125；
彎起鋼筋編號(hào)的數(shù)目（≤12）LEI.XING=4,
上下兩排鋼筋中到中距離(cm) =2.7；
彎起鋼筋跨中段采用方式,０指跨中部分彎起鋼筋斜方向下彎，１指跨中部分正截面下彎。很多設(shè)計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)圖一般采用0跨中部分彎起鋼筋斜方向下彎。當(dāng)斜交角度較大時(shí)可采用１指跨中部分正截面下彎。
彎起鋼筋根數(shù)和支距輸入：
根數(shù) 邊柱左距 邊柱右距 中柱左 中柱右
D1 D2 D3 D4(cm)
ND2=2, 123, 131, 131, 131,
ND3=2, 123, 131, 131, 131,
ND4=6, 67, 71, 71, 71,
ND5=6, 11, 11, 11, 11,
如果D1<0和D2<0且D3=0和D4-=0，指邊柱上緣設(shè)加強(qiáng)短鋼筋。
如果D2<0和D3<0且D1=0和D4-=0，指邊跨下緣設(shè)加強(qiáng)短鋼筋。
如果D3<0和D4<0且D1=0和D2-=0，指中柱上緣設(shè)加強(qiáng)短鋼筋（3柱或4柱使用）。
如果D4<0且D1=0和D2=0和D3=0，指中跨下緣設(shè)加強(qiáng)短鋼筋（4柱式使用）。
如果D1=0和D3=0和D4=0， 指下緣設(shè)直通加強(qiáng)鋼筋。
D1<0或D3<0，長度取D1或D3的絕對值；如果D1=0，相當(dāng)于D1<0，此時(shí)程序自動(dòng)計(jì)算D1；D3=0表示該筋在跨中通過；雙跨３柱時(shí)，D3不能取0值。
當(dāng)D1=-999，表示在D1處不彎起，D2值涵義見圖。（功能待增加）
箍筋環(huán)數(shù)HUAN=3；
邊箍筋所為主筋根數(shù)NKB=6；
中箍筋所為主筋根數(shù)(３環(huán)時(shí)讀入) NKZ=8；
HUAN=1,NKB=5,NKZ=0； HUAN=2,NKB=5,NKZ=0； HUAN=3,NKB=5, NKZ=6
跨中部分箍筋間距(cm)A1=18；
懸臂部分箍筋間距(cm) A2=16；
側(cè)面筋間距(cm) A3=18；
邊柱外側(cè)箍筋加密間距數(shù)M1=10；
邊柱內(nèi)側(cè)箍筋加密間距數(shù)M2=10；
中柱箍筋加密間距數(shù)M3=10；
以下為鋼筋橫斷面數(shù)據(jù)
橫斷面各排中的最多一排鋼筋數(shù)，一排最多能放24根。
邊柱斷面上緣鋼筋排數(shù)，最多為3排，獨(dú)柱可到6排。
邊柱斷面上緣第一、第二、第三排鋼筋編號(hào)，無鋼筋填0，位數(shù)等于NP
邊柱斷面下緣鋼筋排數(shù)，最多為3排，下緣鋼筋可用X表示。
邊柱斷面下緣第一、第二、第三排鋼筋編號(hào)，無鋼筋填0，位數(shù)等于NP
跨中斷面上緣鋼筋排數(shù)，最多為3排，取值-1指與邊柱斷面上緣鋼筋布置相同。
跨中斷面上緣第一、第二、第三排鋼筋編號(hào)，無鋼筋填0，位數(shù)等于NP
跨中斷面下緣鋼筋排數(shù)，最多為3排，取值-1指與邊柱斷面下緣鋼筋布置相同。
跨中斷面下緣第一、第二、第三排鋼筋編號(hào)，無鋼筋填0，位數(shù)等于NP
中柱斷面上緣鋼筋排數(shù)，最多為3排，取值-1指與邊柱斷面上緣鋼筋布置相同。
中柱斷面上緣第一、第二、第三排鋼筋編號(hào)，無鋼筋填0，位數(shù)等NP
中柱斷面下緣鋼筋排數(shù)，最多為3排，取值-1指與邊柱斷面下緣鋼筋布置相同。
中柱斷面下緣第一、第二、第三排鋼筋編號(hào)，無鋼筋填0，位數(shù)等NP
橋博蓋梁計(jì)算與繪圖
本例主要介紹利用橋梁博士對橋墩蓋梁進(jìn)行計(jì)算的過程和方法，重點(diǎn)在于虛擬橋面入蓋梁活載的加載處理。
進(jìn)行蓋梁計(jì)算主要由以下幾個(gè)步驟：
橋墩蓋梁的結(jié)構(gòu)離散（劃分單元）
輸入總體信息
輸入單元信息
輸入施工信息
輸入使用信息
執(zhí)行項(xiàng)目計(jì)算
查閱計(jì)算結(jié)果
本例教程橋墩構(gòu)造參數(shù)
1、結(jié)構(gòu)離散
首先對蓋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)離散，即劃分單元建立蓋梁模型，原則是在支座處、柱頂、特征斷面（跨中、1/4）處均需設(shè)置節(jié)點(diǎn)。如果需要考慮墩柱和蓋梁的框架作用，還需要把墩柱建立進(jìn)來；柱底的邊界條件視情況而定，如果是整體承臺(tái)或系梁連接，可視為柱底固結(jié)；如果是無系梁的樁柱，可以將樁使用彈性支撐或等代模型的方式來模擬。
2、輸入總體信息
計(jì)算類型為：全橋結(jié)構(gòu)全安計(jì)算
計(jì)算內(nèi)容：勾選計(jì)算活載
橋梁環(huán)境：相對濕度為0.6
規(guī)范選擇中交04規(guī)范。
3、輸入信息單元
輸入單元信息，建立墩柱、蓋梁及墊石單元模型，對于T梁或小箱梁，因?yàn)橹ёg距比較大不能將車輪直接作用在蓋梁上，我們還需要在蓋梁上設(shè)置虛擬橋面單元來模擬車道面，與蓋梁采用主從約束來連接，虛擬橋面連續(xù)梁的剛度至少大于蓋梁的100倍。建立模型如下：
虛擬橋面為連續(xù)梁時(shí)，剛度可在特征系數(shù)里修改。
4、輸入施工信息
第一施工階段：安裝所有桿件
添加邊界條件
添加虛擬橋面與蓋梁的主從約束：虛擬橋面與蓋梁的主從約束需要使用兩種情況分別模擬：虛擬橋面簡支梁和虛擬橋面連續(xù)梁；這兩種方法分別是模擬墩臺(tái)手冊中的杠桿法和偏心受壓法；其目的是杠桿法控制正彎矩截面；偏心受壓法控制負(fù)彎矩截面。
對于虛擬橋面連續(xù)梁改為簡支梁，支座相應(yīng)的虛擬橋面單元增加節(jié)點(diǎn)，添加對應(yīng)的主從約束即可。
第二施工階段：添加永久荷載，若自重系統(tǒng)為0，還需要添加蓋梁自重。
5、輸入使用信息
主要描述蓋梁活荷載的處理，對于空心板梁，由于支座間距較小，可以將蓋梁直接作為橋面單元，不需設(shè)置虛擬橋面。使用橋梁博士時(shí)，程序有自動(dòng)橫向布載功能，用戶只需將單列車的最大支反力輸入到橫向分布調(diào)整系數(shù)中，把車輛的行車范圍和人群加載范圍輸入到橫向加載有效區(qū)域即可，讓車輛的兩個(gè)輪子在行車范圍內(nèi)布載。
打開活荷載輸入對話框，將單列車的最大反力輸入橫向分布系數(shù)中（此時(shí)的橫向分布系數(shù)，已經(jīng)不是真正意義的橫向分布系數(shù)，它的大小就是一列汽車（或一輛掛車）對這個(gè)橫向結(jié)構(gòu)的作用力的大小，詳細(xì)介紹可查看橋梁博士使用手冊第80頁）。
勾選橫向加載，輸入汽車和人群的橫向加載有效區(qū)域：
在活載輸入對話框中人群集度和人行道寬度填入1，因?yàn)樵谌巳汉奢d反力及橫向加載區(qū)域已考慮了人群集度和寬度。
6、執(zhí)行項(xiàng)目計(jì)算
模型建立完成，執(zhí)行項(xiàng)目計(jì)算
7、查看計(jì)算結(jié)果
查看所需的計(jì)算結(jié)果
