框架式预应力地道桥CAD系统设计和开发

摘要

框架式地道桥具有施工过程对铁路运营影响小、对地基的适应性强的优点，广泛应用于铁路与公路的立交道口中。但随着地道桥跨度的增大，单纯的采用传统的钢筋混凝土结构已经很难满足地道桥的耐久性和经济性方面的要求，应用预应力技术于地道桥中不失为一种较经济可靠的选择。但由于预应力地道桥超静定结构设计中内力分析、配筋计算过程繁琐，计算工作量大，为地道桥结构的设计带来了困难。
　　在此背景下，结合已经授权的发明专利“混凝土地道桥施工中的预应力应用方法”，对框架式预应力混凝土地道桥进行了预应力配筋设计与计算机辅助配筋程序开发。首先依托本课题组原先开发的钢筋混凝土地道桥有限元分析计算程序计算出结构内力，作为地道桥配筋计算内力供其配筋计算模块调用，并在原有的有限元分析计算程序的基础上针对预应力配筋需要的内力计算和预应力等效荷载内力计算的程序模块进行开发。其次，建立了预应力筋束计算方法，为预应力混凝土地道桥结构的配筋计算提供了理论基础。最后，使用VB语言对预应力地道桥配筋计算与施工图绘制程序进行了开发。
　　本文开发的预应力地道桥辅助设计系统包含使用VC++语言开发的内力计算分析模块、VB语言开发的配筋计算模块与VB调用AutoCAD程序开发的施工图绘制模块，实现了预应力混凝土地道桥结构设计计算与施工图绘制的一体化。本文的研究成果具有很大的现实意义和实用价值，能提高设计效率、缩短设计周期，使设计人员快速、便捷地完成预应力混凝土地道桥结构的设计，便于预应力技术在地道桥结构中的推广和应用。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 系统开发背景

1．1．1 CAD技术简介

1．1．2 国内外的桥梁CAD应用现状

1．2 地道桥CAD辅助设计系统应用现状

1．2．1 国内地道桥CAD软件介绍

1．2．2 框架式地道桥CAD软件系统介绍

1．3 研究内容及研究意义

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究意义

2 预应力筋配置计算理论及程序总体设计

2．1 预应力技术体系的选择

2．2 预应力筋束的布置的方法

2．2．1 地道桥中各部件预应力筋束的线形选择

2．2．2 预应力筋布置计算过程介绍

2．3 程序总体设计

2．4 编程语言的使用及介绍

2．4．1 内力计算分析程序的编程语言

2．4．2 配筋计算程序的编写语言

2．5 小结

3 内力计算分析程序模块的改进与开发

3．1 内力计算分析程序模块简介

3．2 针对预应力配筋的开发内容

3．2．1 内力计算分析流程设计

3．2．2 前处理及后处理模块设计

3．2．3 预应力内力计算结果的输出及查看

3．3 内力计算分析程序模块的使用说明

3．3．1 程序主界面介绍

3．3．2 程序的使用流程

3．4 小结

4 预应力筋配置模块的开发

4．1 预应力计算过程中的相关理论

4．1．1 预应力筋线形的基本参数

4．1．2 预应力筋面积的估算方法

4．1．3 预应力损失的计算方法

4．1．4 预应力等效荷载的计算

4．2 预应力配筋计算程序的实现

4．2．1 计算所需基本数据的输入

4．2．2 预应力筋的布置及计算

4．2．3 非预应力筋的配置

4．3 CAD绘图模块的程序实现

4．3．1 绘图模块的总体设计

4．3．2 图纸绘制模块设计

4．3．3 绘图输出结果

4．4 小结

5 框架式预应力地道桥CAD软件系统实例分析

5．1 工程概况

5．2 软件系统计算结果

5．3 软件系统验证

5．4 小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历

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