公路桥梁结构设计系统(GQJS)详细介绍.doc

公路桥梁结构设计系统（GQJS）详细介绍公路桥梁结构设计系统（汉语拼音缩写为GQJS）于98年8月正式推出Windows版，该版本称为GQJS 4.0。其前身是由交通部组织行业专家联合开发的桥梁综合程序 GQZJ (参见 陆楸、王春富、冯国明 编公路桥梁设计电算上、下册（桥梁上部结构） 人民交通出版社 1983年6月)。GQZJ程序1978年投入试用，1980年通过原交通部公路总局的技术鉴定。该系统在公路系统推广应用20年多年来，历经许多桥梁界计算机专家的修改完善，在工程上得到广泛的使用与验证。在转为Windows版时定名为公路桥梁结构设计系统GQJS。因新的系统已不仅仅是单纯进行结构分析，还包括的动态可视化的数据前处理界面、数据图形检验、结果图形浏览和检索、预拱度设置、施工图绘制等一系列的设计功能。它改变了过去桥梁结构计算只能以文本文件操作方式进行的老模式，并对桥梁综合程序输入数据结构做了改造，特别改变了单元坐标和预应力信息数据表达方式，使数据结构大为简化。软件操作改为在仿Office的软件界面的全新操作方式， 输入数据、结构计算、察看计算结果集成于同一界面系统之中。99年3月推出GQJS 5.0版。GQJS 5.0版增加了解题规模使计算单元数可达1000，增加了输入数据图形检验功能，增加了输出结果在界面中快速浏览功能，即通过界面直接浏览查询计算结果，并形成内力、应力、位移以及影响线的曲线分布图、曲线包络图。GQJS 5.0版首次在国内同类桥梁结构分析软件中用彩色云图方式表示计算结果中的应力、内力及位移。GQJS 5.0版增加了读DXF文件，辅助输入横断面变宽点信息的功能，即用户可以先在AutoCAD中用line、arc、circle命令绘制横断面，并形成DXF文件，系统再将DXF文件中线段坐标信息转换成截面变宽点信息。GQJS 5.0版还增加了根据结构计算结果形成桥梁施工控制用的预拱度表和各施工阶段桥面高程表的功能，这些表可由本系统直接调用EXCEL形成，也可选择形成文本文件“GQJSL.GXL”。在GQJS 5.0改版过程中根据用户反馈意见对原有数据输入界面做了大量改进完善工作，增加了Windows NT网络运行功能，使软件使用更加方便，性能更加稳定。2000年2月推出GQJS 6.0版。这次改版主要是增加了绘制设计图功能，其中包括：施工工序图、结构构造图、预应力钢筋平纵布置图、预应力钢筋断面布置图、预应力钢筋几何要素表等(计划中的普通钢筋布置图功能暂缓)，其中施工工序图中包括各施工阶段计算内容和结构简图，以及带尺寸标注的结构单元离散图。2000年11月推出GQJS 6.5版，GQJS 6.5版可以直接在Windows 2000系统下运行。在GQJS 6.0版基础上增加了TCP/IP网络服务功能，即在符合TCP/IP协议的局域网络上的任意一个Windows 9x/ NT/2000 系统的终端上安装加密锁并运行网络版服务程序，则网上各终端均可同时运行GQJS。GQJS 6.5版还增加了各类单元信息的平移和镜像拷贝功能，使单元信息输入更方便快捷。结果分析中增加了预应力钢筋调整、位移图中增加了初位移叠加功能。数据输入框中增加了许多数据合理性的智能判别。使初次接触GQJS的用户输入数据时尽可能少地出错。2001年4月推出GQJS 7.0版。这次改版主要是进一步完善网络服务程序和绘制预应力钢筋设计图功能。在使用阶段信息中增加了结构自重安全系数、汽车影响线加载步长、冲击系数计算选择。在结果分析中增加了位移累加和预应力配束功能。在结构材料信息中增加了两种收缩徐变系数计算方法，使收缩徐变计算与公桥规JTJ-023-85 附录四相符。2001年8月推出GQJS 7.5版。这次改版主要根据用户要求，在GQJS计算模块中增加了公路A级车道荷载（新桥规）、城市桥梁汽车荷载（A级、B级）、铁路设计活载（中-活载特种活载和中-活载普通活载）、规范法定单位制和传统公制单位制选择，温度荷载直接按上下层位置的表述、温度荷载位移输出、各活载六点应力输出和弹性约束等功能，在GQJS截面模块中新增与上述功能相应的内容、以及快捷键、预应力钢筋成批拷贝等功能，并在数据检验、结果分析及各数据输入界面中增加了文字提示信息量。2002年3月推出GQJS 8.0版。这次改版主要根据用户要求，在GQJS计算模块中增加了桥梁横向分布系数计算模块、在使用阶段信息中增加了给定汽车影响线加载范围的功能，钢筋混凝土结构强度计算按公桥规(JTJ-023-85)第4.1.2条组合和普通钢筋配筋功能。进一步完善了数据检验、结果分析、绘制设计图功能。2003年3月推出GQJS 8.5版。这次改版主要根据用户要求，在GQJS计算模块中增加了空间数据转换和给定截面特征值转换为变宽点信息等功能。解题规模进一步扩大计算单元数提高到2000。改进了温度荷载计算、应力组合及运营阶段组合六点应力输出，及斜拉桥拉索索力计算等功能。2003年6月推出GQJS 8.6版。这次改版主要根据用户要求，在GQJS系统中增加钢筋混凝土截面验算模块（在截面几何信息或结果分析菜单中调用）。还在桥面系单元信息、非桥面系单元信息、拉索单元信息、支撑杆件元信息、预应力信息、施工阶段信息、数据检验和结果分析菜单中增加直接用鼠标了对示意图的移动、缩放等功能。并可在这些截面示意图重绘制单元号和结点号。预应力信息输入方式做了较大改进，增加了鼠标控制修改预应力几何信息功能。使用阶段温度荷载信息输入方式也做了较大改进，增加了结构温度场分布云图功能。2004年3月推出GQJS 8.7版。这次改版主要按2004-03-01发布新的规范JTG B01-2003规定取消了GQJS 7.5版加入的公路-A级车道荷载，增加了公路I级车道荷载和公路I级（公路II级）车辆荷载。修改了钢筋混凝土截面验算模块，增加了普通钢筋配筋后的截面强度验算功能。2004年6月推出GQJS 8.8版。这次改版主要修改了预应力钢筋信息，采用空间三维坐标描述钢筋几何信息。在数据间检验界面中增加实体预览和DXF空间模型功能。取消传统公制单位制和原钢筋混凝土普通钢筋配筋数据界面。将钢筋混凝土普通钢筋配筋所需数据放在预应力钢筋信息和混凝土材料信息中。进一步完善了预应力钢筋索单元与结构三维实体单元结合的有限元模型建立功能，进一步完善了公路I级车道荷载和城市桥梁汽车荷载（A级、B级）影响线动态加载分析功能。2004年9月推出GQJS 8.9版。这次改版主要在数据检验框中增加了多单元截面叠合显示、结构实体预览、输出DXF空间模型、输出DXF平面模型、输出DXF截面等功能，使用户使用更加方便。在截面几何信息框中完善了读入DXF文件和转换变宽点信息的功能，增加了由周边转折点坐标信息记存截面的功能（尤其适用于非对称截面）和截面几何特征值计算功能，并输出STR和DXF文件，使用户输入和记存截面以及获取界面信息更加灵活方便。2004年12月推出GQJS 9.0版。这次改版主要按照公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62-2004对预应力钢筋松弛损失(JTG D62-2004 6.2.6)计算、混凝土收缩徐变计算(JTG D62-2004附录F)、作用效应组合（JTG D60-2004 4.1.6）等进行补充修改。进一步完善斜拉索初始索力分析、预应力钢筋孔道压浆和拆除功能以及在斜腿刚构的斜腿中布设预应力钢筋的功能。进一步完善设计图dxf文件输出功能。在截面信息中添加了截面几何特性、截面周边长度及截面理论厚度计算功能。在使用阶段信息框中增加了结构基频及冲击系数计算（JTG D60-2004 4.3.2）等功能，在计算分析控制信息框中增加了竖向预应力信息，可有选择地计算竖向预应力对主拉应力影响 (JTG D62-2004 6.3.3)的功能。另外对界面布局做了一些调整，原主控菜单中的控制信息(K)、施工阶段信息(G)、使用阶段信息(S)、结构计算(J)、结果分析(O)、预拱度表(D)、结果阅读(W)等按钮及相关内容移到计算分析控制信息框中。绘制设计图模块、计算分析控制模块以及空间数据转换模块相对独立运行，使软件调试、用户二次开发以及用户使用更加方便。2005年1月推出GQJS 9.1版。这次改版主要按照公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62-2004对以下几方面进行补充修改：按JTG D62-2004( P18) 4.2.2和4.2.3规定对桥面系单元进行应力计算时可考虑翼缘有效宽度影响，按JTG D62-2004( P18) 4.2.4 规定可对桥面系单元负弯矩进行折减，补充了公桥规 JTG-D60-2004 第4.1.7条正常使用极限状态效应组合，抗裂验算时可按JTG D62-2004 6.3.1规定对预应力作用进行折减，剪应力计算可按JTG D62-2004 P145 式(4-4)考虑变截面对剪应力的修正，并且可按公桥规JTG-D62-2004 第6.3.3条式(6.3.3-4)在剪应力计算考虑剪应力计算点以上部分钢筋换算面积对截面静矩S0,Sn的修正，主拉应力计算按JTG D62-2004第6.3.3条式(6.3.3-4)考虑竖向预应力的影响。2005年4月推出GQJS 9.2版。这次改版主要是进一步修改完善了混凝土收缩徐变算法，增加收缩徐变引起钢筋应力损失及钢筋应力的输出，使由收缩徐变带来钢筋应力损失而引起的截面应力重分布计算及结构内力重分布计算更加合理。这次改版调整了温度荷载系数输入，GQJS 9.1版时按公桥规 JTG-D60-2004 第 4.1.7 条正常使用极限状态效应组合只有一个温度荷载系数，无法区分温度梯度作用和结构整体温差，GQJS 9.2版可以对每一组温度作用给出一个温度荷载系数，同时温度作用组数限制从以前的3组改为6组，支座沉降作用组数限制从以前的2组改为3组。这次改版对GQJS 9.1版以前版本中汽车荷载影响线加载计算结果不稳定和公路I级荷载当跨径大于50m时计算结果偏大的现象进行了改进，并且按公桥规JTG- D60-2004第4.1.7条将正常使用极限状态组合中预应力折减由施工过程中折减改为运营阶段折减，同时GQJS9.1对如何导入早期版本钢束坐标数据以及换算截面几何性质计算、温度梯度自应力叠加、抗弯强度验算以及网络服务程序等进行了进一步修改完善。2005年12月推出GQJS 9.3版。这次改版将结果浏览改为结果分析；增加斜截面抗剪强度验算功能，用户在强度验算结果分析察看剪力时可启动斜截面抗剪强度验算功能；增加了裂缝宽度计算模块, 用户在正常使用极限状态验算结果分析察看剪力时可启动裂缝宽度计算功能；调整了结果阅读模块，改为在界面中用树形展开方式结合图表快速、直观、形象地阅读计算结果；增加了变截面（等截面）段单元信息输入快捷工具功能；改进了阶段空间分析中的三维预览功能，可以任意视角观察结构实体透视模型。此外还调整了使用阶段设计荷载内力组合和最大最小应力计算方法和混凝土收缩徐变引起截面应力重分布算法。GQJS早期版本受到计算机资源的限制，适用阶段只寄存最大最小内力，没有寄存其相应内力值，计算最大最小应力时，由最大最小内力相互组合致使计算结果偏大，GQJS 9.3版对此加以改进。GQJS 9.2版改版时，为达到“静定结构徐变不引起结构内力变化”的目标(参见 陆楸、王春富、冯国明 编公路桥梁设计电算P146)，计算混凝土收缩徐变引