一种钢箱梁桥的自动设计方法与流程

本发明涉及桥梁设计技术领域，特别涉及一种钢箱梁桥的自动设计方法。

背景技术：

随着经济发展，造桥铺路，适应城镇化发展，改善了地方乡村对外的交通，交通方便也就能加快人们与外界的走动和贸易，为地方繁荣添砖加瓦，打造绿色工程。在城市高架及立交的桥梁建设中，钢箱梁占的比重越来越大。钢箱梁设计复杂，尤其是异形钢箱梁，构件繁多，绘图复杂，而且现有的计算机辅助设计软件均无法满足自动设计的需要，设计人员通常需要耗费相对于一般桥梁10倍的时间进行设计和绘图工作，而且每次设计往往只能针对一种规格的桥梁，通用性较差。因此桥梁的设计对设计人员来说是一件极为头疼的事情，设计人员的工作量很大，且对一般的设计单位而言成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种钢箱梁桥的自动设计方法，能有效提高钢箱梁桥设计的效率，降低设计成本。

为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种钢箱梁桥的自动设计方法，其包括以下步骤：

s1、在立面图中确定横隔板线：

根据设计要求，在计算机辅助制图系统中输入横隔板的位置与类型，并求出横隔板在立面图上的桩号zi和类型tpi；

s2、确定箱室数量；

s3、确定腹板中心线的位置：

确定各横梁与悬臂线的交点及各腹板中心线的各点，连接各腹板中心线的各点确定腹板中心线；

s4、根据腹板厚度，端横梁，中横梁厚度由腹板中心线偏移形成箱室，最终形成顶板构造图，并将图层命名为“df”；

s5、在平面图中确定横隔板线：

首先根据加劲肋在立面图上的桩号zi，求出各加劲肋在道路中心线上的位置pi，并求出pi点在道路中心线上的方向av,根据pi与av画辅助线li,并求出li与结构边线的交点pui与pbi，连线pbi与pbi求出横隔板线并将图层命名为“theng-tpi”；

s6、确定加劲肋线：

由左右悬臂线，腹板中心线组成的线集合为center_i，由已知参数横隔板间距求出center_i与center_(i+1)之间的加劲肋曲线jia_k，并将图层命名为“utjia_jtp”；jtp为加劲肋类型，其偏移距离为sumj，如果jia_k与center_(i+1)发生交叉则求出jia_k与center(i+1)之间的间距等于控制间距ds的点ptemp，由点ptemp求出新的加劲肋线jia_knew；

s7、重复步骤s4-s6，确定底板线；

s8、确定横断面:

各个跨境的中心以及横梁位置定义为剖面线，搜索顶板结构线图层的个体，并命名为tst，搜索底板结构线图层的个体，并命名为bst，在剖面位置上各自求出离顶板结构线的距离tdis_ij和离底板结构线的距离bdis_ij,并画出结构横断面；搜索图层名中包含“utjia”的所有图层,并命名为“utjianame”，并搜索图层名为“utjianame”的加劲肋图层的个体，在剖面位置上各自求出离顶板结构线的距离tdis_ij与加劲肋类型jtp,画横断面上的加劲肋与过焊孔。

此外，本发明还包括如下附属技术方案：

所述步骤s2的具体包括：

首先初步假定箱室数为nc,并设定腹板中心线的间距最大为dmax，然后根据悬臂线的距离bxi与桥梁宽度bi初步求出腹板中心线的间距为dw＝(bi-bxi)/nc，如果求出的dw大于dwmax就增加nc值，直到dw小于dwmax为止，最终确定nc值，并求出腹板中心线的距离d＝(bi-bxi)/nc。

所述步骤s6中求出加劲肋曲线jia_k的具体步骤包括：

由已知参数横隔板间距求出center_i与center_(i+1)之间的最大间距dmaxi,由dmaxi与加劲肋间距sj求出center_i与center_(i+1)之间的最大加劲肋个数nj,循环(nj-1)偏移ceneri_i求出加劲肋曲线jia_k。

所述步骤s6中由点ptemp求出新的加劲肋线jia_knew的具体步骤包括：

求出点ptemp在jia_k中的长度dtemp，若结构左侧宽则求出在jia_k中长度小于dtemp的所有点的集合plist；若结构右侧宽就求出在jia_k中长度大于dtemp的所有点的集合plist，删除jia_k,重新画出新的加劲肋线jia_knew。

所述步骤s1中横隔板tpi的类型包括：

0：实腹式；

1:弱实腹式；

2:框架式；

3:腹板向加劲肋。

所述步骤s6中加劲肋类型jtp包括：

当jtp为0时，加劲肋类型为u肋；

当jtp为1时，加劲肋类型为时板肋；

当jtp为2时，加劲肋类型为时倒t型；

当jtp为3时，加劲肋类型为球扁形；

当jtp为4时，加劲肋类型为自定义加劲肋。

相比于现有技术，本发明优点在于：

设计人员只需输入常规参数即可简单设计钢箱梁桥，可有效减少设计人员的工作量，提高工作效率，同时可有效降低设计单位的设计成本。

附图说明

图1是本发明中在立面图中确定横隔板线的设计示意图。

图2是本发明中腹板中心线设计示意图。

图3是本发明中在平面图中确定横隔板线的设计示意图。

图4是本发明中确定加劲肋线的设计示意图。

图5是本发明中确定横断面的设计示意图。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。

如图所示，对应于本发明的一种较佳实施例的钢箱梁桥的自动设计方法，其包括以下步骤：

s1、在立面图中确定横隔板线：

根据设计要求，在计算机辅助制图系统中输入横隔板的位置与类型，并求出横隔板在立面图上的桩号zi和类型tpi，如图1所示。其中横隔板的类型包括：0：实腹式；1:弱实腹式；2:框架式；3:腹板向加劲肋。

s2、确定箱室数量；

首先初步假定箱室数为nc,并设定腹板中心线的间距最大为dmax，然后根据悬臂线的距离bxi与桥梁宽度bi初步求出腹板中心线的间距为dw＝(bi-bxi)/nc，如果求出的dw大于dwmax就增加nc值，直到dw小于dwmax为止，最终确定nc值，并求出腹板中心线的距离d＝(bi-bxi)/nc。

s3、确定腹板中心线的位置：

确定各横梁与悬臂线的交点及各腹板中心线的各点，连接各腹板中心线的各点确定腹板中心线，如图2所示。

s4、根据腹板厚度，端横梁，中横梁厚度由腹板中心线偏移形成箱室，最终形成顶板构造图，并将图层命名为“df”。

s5、在平面图中确定横隔板线：

首先根据加劲肋在立面图上的桩号zi，求出各加劲肋在道路中心线上的位置pi，并求出pi点在道路中心线上的方向av,根据pi与av画辅助线li,并求出li与结构边线的交点pui与pbi，连线pbi与pbi求出横隔板线并将图层命名为“theng-tpi”，如图3所示。

s6、确定加劲肋线：

由左右悬臂线，腹板中心线组成的线集合为center_i，由已知参数横隔板间距求出center_i与center_(i+1)之间的加劲肋曲线jia_k，并将图层命名为“utjia_jtp”；jtp为加劲肋类型，其偏移距离为sumj，当jtp为0时，加劲肋类型为u肋；当jtp为1时，加劲肋类型为时板肋；当jtp为2时，加劲肋类型为时倒t型；当jtp为3时，加劲肋类型为球扁形；当jtp为4时，加劲肋类型为自定义加劲肋。如果jia_k与center_(i+1)发生交叉则求出jia_k与center(i+1)之间的间距等于控制间距ds的点ptemp，由点ptemp求出新的加劲肋线jia_knew，如图4所示；

其中，求出加劲肋曲线jia_k的具体步骤包括：

由已知参数横隔板间距求出center_i与center_(i+1)之间的最大间距dmaxi,由dmaxi与加劲肋间距sj求出center_i与center_(i+1)之间的最大加劲肋个数nj,循环(nj-1)偏移ceneri_i求出加劲肋曲线jia_k。

由点ptemp求出新的加劲肋线jia_knew的具体步骤包括：

求出点ptemp在jia_k中的长度dtemp，若结构左侧宽则求出在jia_k中长度小于dtemp的所有点的集合plist；若结构右侧宽就求出在jia_k中长度大于dtemp的所有点的集合plist，删除jia_k,重新画出新的加劲肋线jia_knew。

s7、重复步骤s4-s6，确定底板线；

s8、确定横断面：

各个跨境的中心以及横梁位置定义为剖面线，搜索顶板结构线图层的个体，并命名为tst，搜索底板结构线图层的个体，并命名为bst，在剖面位置上各自求出离顶板结构线的距离tdis_ij和离底板结构线的距离bdis_ij,并画出结构横断面；搜索图层名中包含“utjia”的所有图层,并命名为“utjianame”，并搜索图层名为“utjianame”的加劲肋图层的个体，在剖面位置上各自求出离顶板结构线的距离tdis_ij与加劲肋类型jtp,画横断面上的加劲肋与过焊孔，如图5所示。

本发明的钢箱梁桥的自动设计方法，设计人员只需输入常规参数即可简单设计钢箱梁桥，可有效减少设计人员的工作量，提高工作效率，同时可有效降低设计单位的设计成本。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。