桥梁博士V4 · 讲座笔记

线上培训笔记 · 第一讲

桥梁博士 V4

从平面杆系到三维空间——国产桥梁分析软件的自主之路

2020.09.25 · 同豪土木 · 培训与高校推广部

改革开放 40 年，中国桥梁从追赶到令世界瞩目；但设计分析软件长期停留在平面杆系水平，许多大桥的设计要依靠国外软件完成。同豪土木依托同济大学桥梁学科优势，用"桥梁博士"给出了一个国产答案。

40 年改革开放以来中国桥梁的积累与跨越

70%斜拉桥、悬索桥等大桥建模效率提升

50%异形结构桥梁建模速度提升

近 120 场2020 年 2 月至 9 月推出的网络培训

壹从桥梁大国到桥梁强国

改革开放 40 年

在李国豪院士、向海帆院士、范立础院士等专家教授的带领下，桥梁科技工作者满怀民族情结，吸纳国际先进经验，坚持自主建设之路，建成一大批世界瞩目的桥梁。我国已成为名副其实的桥梁大国，正迈向桥梁强国。

长期短板

受各种原因影响和限制，国内自主研发的桥梁软件长期停留在平面杆系水平，许多大桥的设计工作采用国外软件完成，引起专家们的重视与呼吁。

上世纪 90 年代

上海同豪土木依托同济大学桥梁学科优势，坚持产学研相结合，成功研发"桥梁博士"平面杆系桥梁设计分析系统，广泛应用于国内公路、城市铁路桥梁设计监控领域。

近年 · 桥梁博士 V4

联合行业技术力量，组织精干研发团队刻苦攻关，成功研发桥梁博士 V4 三维空间桥梁分析系统，在图形平台建模、力学核心、专业特色力学和规范验算上取得巨大突破。

2018 · V4 版本发布

实施国内最新的公路、城市铁路、地铁等桥梁设计规范。

贰V4 的六大核心突破

1 · 构件建模法

结构有限元模型"离而不散"。梁、柱、索、基础等每一种构件都具备特有的工程属性表来管理工程信息，规范验算参数与计算报告得到专业管理。

2 · 计算核心全面升级

全面支持空间三维结构与 7 自由度空间梁单元，涵盖悬链线索单元、动力弹塑性梁单元、非线性连接单元等。

3 · 三维图形交互为主，表格交互为辅

全新的建模界面，操作类 CAD：支持常用快捷键、控制线绑定索群、桁架群组对象、CAD 导入模型、Excel 表格导入模型、脚本导入模型、模型块联动。

4 · 建模效率大幅提升

斜拉桥、悬索桥、桁架桥等大桥与特大桥效率提升 70%，异形结构桥梁建模速度提升 50%。

5 · 参数化变截面

基于变量参数化解析式构造截面形状，通过水平、数值标注给定函数，实现梁高沿跨径的抛物线线性变化，特别适用于连续梁桥、连续刚构桥。

6 · 上下部一体化验算

基础对象既可作为模型的一部分参与结构整体受力分析，又可获得验算所需的自上而下的力学传递结果与地质信息。支持抗震、几何非线性、边界非线性、稳定特征值等高级力学分析。

叁规范、验算与活载

规范覆盖

支持国内最新的公路、城市铁路、地铁等桥梁设计规范，内容涵盖混凝土、钢桥、组合梁等结构规范，以及抗震、抗风、斜拉桥、悬索桥等规范，共计数十本。

验算能力

支持抗倾覆、稳定计算、支座脱空检查、撞击验算等，确保对每种设计状态进行全方位控制；实现有效分布宽度、支点负弯矩削峰等内容的自动计算。

活载智能布载

提供横向分布计算工具和 3 种活载加载方式，全面解决任意活载类型、各种组合的智能布载难题。

横向分布算法

杠杆法
刚性横梁法
刚接板梁法
GM 正交异性板法

活载加载方式

纵向影响线加载
横向影响线加载
空间影响面加载

计算报告

Word 格式的计算报告功能，将定制计算书格式与整体计算书合二为一，工程师工作更便捷，设计单位管理更精细化。

肆特色功能速览

构件建模 · 离而不散自动配筋配束自动生成计算书导出 Midas 模型特征节点 / 施工缝节点斜拉索快捷输入 CAD / Excel 导入建模规范库 · 参数自定义钢结构板件式输入钢桁架腹杆快捷输入组合梁双结合技术梁格自动剖分实时顶推法模拟挂篮模拟桩基础参与整体分析撞击与抗倾覆验算抗震全过程验算图形 + 表格结果输出

伍案例模型一览

软件提供约 21 个案例项目，模型案例集约 40 个，覆盖常见桥型，可参考其正确建模与计算结果。

常规桥型

装配式简支空心板（中板 / 边板）
简支转连续 T 梁、小箱梁
变宽连续梁桥、变高连续刚构桥
钢箱梁、钢混组合梁
钢管混凝土拱桥、飞燕式系杆拱桥、空腹式钢筋混凝土拱桥

实际工程应用

湖南邵阳雪峰大桥——单塔空间景观斜拉桥
扬州新万福大桥——景观悬索桥
云南丽江金沙江大桥——主跨 1386 米钢桁架主梁地锚式特大悬索桥

陆培训体系与校企合作

三大合作方向

软件推广与应用：公路工程设计 BIM 系统、桥梁博士方案设计师、BIM 智慧大师
产学研合作：科研项目开发、成果转化、BIM 咨询、专业技术研究、虚拟实验室建设
人才就业：专业培训、定向培养、校企实训基地、软件应用能力认证

赛事与认证

全国大学生桥梁设计大赛：已办两届，即将开展第三届，前两年每年投入约 30 至 50 万元
首届同豪杯全国大学生交通 BIM 大赛
桥梁博士 V4 业务能力水平认证考试：每年两次，高校、企业、同豪三方共认

柒秋冬季课程怎么排

前两讲：软件特色功能与总体建模流程，零基础可听，不需操作
三、四讲：桥梁建模的四个重难点专题
五至十讲：桥型专题——空心板、T 梁、小箱梁、一次落架小箱梁等
穿插：后处理小专题，讲结果查询与计算书编制
后续：下部结构（桥墩、桥台、基础）、变截面连续刚构桥
尾声：自动配筋配束功能介绍，以及常见问题解决方案汇总

课程起点无需工程经验，大一到大三都可以听，直接作用于下半年的毕业设计。每节课时长压缩到 1.5 至 2 小时左右，课中提问、课后统一整理答复。

捌毕业设计的典型路线

拟定初步方案　老师给桥型图，学生在上面初步拟定几个方案，比较粗糙。

淘汰与推荐　老师开会淘汰不合理的方案，剩下的作为推荐方案，再做稍详细的设计。

确定最终方案　按桥位情况与成员选择分配桥型，深化钢束、钢筋设计，划分施工阶段，确定活载。

建模验算与出书　建立模型、添加钢筋钢束和施工阶段、完整验算，调整后编制计算书，答辩提交图纸、计算书与模型。

整个毕业设计过程中，有一大半时间花在建模验算和计算书整理上。软件可自动生成基于规范验算项的计算书，也能自动配筋配束，把最耗时、最容易卡住的环节省下来。

玖如何学好这款软件

先打理论底子

三大力学：理论力学、材料力学、结构力学
两本"饭碗书"：桥梁工程、结构设计原理
延伸：土力学、基础工程、工程制图、弹性力学

常翻的规范

公路桥涵设计通用规范
公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范
公路桥涵地基与基础设计规范
公路钢结构桥梁设计规范

遇到问题的解决顺序

先搜官方论坛关键词，看有没有现成帖子
再查常见问题解答册，按关键词索引
然后翻高校群消息记录，别人大概率问过
最后在群里向技术支持提问，附上模型
涉及计算原理的问题，优先翻课本、问老师

拾给学生的三条建议

①先看基础视频打底，约 8 小时，看完之后再上手任何案例都很快。

②桥型专题务必跟着老师一起动手建模，自己操作和只看演示，效果完全不同。

③遇到问题先主动思考，卡太久就及时求助，别在死胡同里浪费时间。

从桥梁大国到桥梁强国，工具也要能自主。

把最耗时的建模与验算环节交给软件，把时间和精力留给设计本身。