レイアウト
鋼合成橋ウィザードの主な目的は、簡単かつ短時間で3D有限要素モデルを生成することです。直線橋、曲線橋、斜橋など、さまざまな橋梁形状に対応しており、補剛条件や下部構造タイプも選択できます。また、フレーム要素と板要素の両方を用いてモデリングが可能です。さらに、荷重条件や施工手順も、ウィザードの分かりやすい入力形式と直感的なインターフェースを通じて簡単に定義できます。
ウィザート配置
ウィザードは4つの主要なタブで構成されています。
1つ目のタブ(レイアウト)は、橋梁の基本的な形状や支点の特性を定義するためのものです。
2つ目のタブ(断面)では、材料および断面特性の定義に加え、桁や梁の位置を間隔や分割情報に基づいて設定します。
3つ目のタブ(荷重)および4つ目のタブ(施工ステージ)は、それぞれ荷重条件と施工段階の条件を定義します。
無支保工法での施工プロセスでは、鋼合成断面に作用する荷重が、合成前と合成後の状態で異なります。ユーザーは施工段階に応じた正確な荷重条件を指定することが可能です。
なお、すべてのウィザード入力は「*.wzd」形式のファイルに保存することができます。
開く... : 「鋼合成橋ウィザート」で保存された*.wzd形式のウィザードファイルを開きます。以前作業したファイルを開くことで、ユーザーは過去に入力したデータを再実行、確認、および修正することができます。
別名で保存...:「鋼合成橋ウィザート」で入力したデータを *.wzd ファイル形式として保存します。
このウィザードを使用することで、完全な鋼合成橋のモデルを生成できます。
「レイアウト」タブでは、橋梁の全体的なジオメトリの配置や境界条件などを定義します。
桁タイプ
鋼合成橋-I形 / 鋼合成橋-ボックス形 / 鋼合成橋-スチールチューブ形
デッキと桁は、次のような異なるモデリング手法でモデル化することができます。すべてを梁(フレーム)要素でモデル化する方法、すべてを板要素でモデル化する方法、デッキを板要素、桁を梁要素としてモデル化する方法、またはデッキとウェブを板要素、フランジを梁要素としてモデル化する方法です。
モデルタイプ
全て梁要素:モデル全体に梁(フレーム)要素を使用します。このオプションは、一般的な直線橋に適しており、解析時間の効率向上に寄与します。全て梁要素タイプは、合成橋I型、ボックス型、スチールチューブ型といったすべての桁タイプに対応しています。
全て板要素:モデル内のすべての板要素を使用します。このオプションは、単純な橋梁よりも詳細な解析が求められる曲線橋や斜橋に最適です。断面角度の違いやねじりの影響を考慮できない断面プロパティを持つフレーム要素とは異なり、複雑な形状を持つ橋梁には 全て板要素オプションが適しています。
なお、このアプローチでは、合成橋I型桁のタイプのみがサポートされています。
デッキ:板要素、桁:梁要素:デッキ部分を板要素で、桁部分を梁要素でモデル化します。このオプションでは、合成橋I型、ボックス型、スチールチューブ型桁のタイプに対応しています。
デッキ&ウェブ:板要素、フランジ:梁要素:デッキおよびウェブを板要素でモデル化し、フランジを梁要素でモデル化します。
桁の種類(I形、ボックス、チューブ)やモデリングアプローチ(全で梁要素、全て板要素など)に応じて、入力メニューはカスタマイズされます。選択したモデリングアプローチに関係なく、横構や下部構造のモデリングには梁要素のみが使用されます。
支間情報
支間長を順番に指定します。
また、デッキ要素の間隔やブレースの間隔は、基準線を基にしています。
床版幅
橋の全体の床版幅を指定します。床版幅は橋全体の床版の幅を示すために使用されます。この情報は、ダミーデッキ部材を作成したり、「全て板要素」または「デッキ:板要素、桁:梁要素」モデリングタイプで断面プロパティにおいてデッキ情報を抑制するために使用されます。
斜角
橋の各支持位置の斜角(θ度)を指定します。斜角は-75度から75度の範囲で指定する必要があります。この角度は、さまざまな斜角条件を指定する「詳細設定」を使用しない限り、各支持部または橋脚に適用されます。
詳細設定:各位置の橋脚および橋脚ごとに異なる斜角を入力できます。
レイアウト・オフセット
基準線から橋全体の中心までのオフセット距離
半径
曲線橋モデリング時の曲率半径。 選択しない場合、直線橋でモデリングします。
入力された斜角と曲率半径情報に基づく節点ローカル軸の自動定義
凸: 凸曲率(円の中心が曲線の下側に位置する場合)
凹: 凹曲率(円の中心が曲線の上側に位置する場合)
タイプ
曲線橋をモデル化する際に、曲率方向(凸と凹)を選択します。
複数カーブ
入力方法として「カーブデータ」または「座標データ」を選択し、複数の曲線を入力するには をクリックしてください。
カーブデータ: オプションを使用すると、直線と曲線の形状を組み合わせた場合でも曲率を定義することが可能です
平面タイプ: 水平曲線を定義します
直線 : 直線ラインの始点と終点の位置
円曲線:指定された曲率半径を持つ平面曲線の開始位置と終了位置
緩和曲線:指定された曲率半径を持つ曲線の始点と終点の位置
垂直カーブ
ステーション : 垂直ケーブの位置
高さ:垂直ケーブの高さ
カーブ長さ : 垂直ケーブの水平長さ
横断勾配
ステーション:横断勾配の位置
片勾配:横断勾配の片勾配
例
ステーション(m) |
高さ(m) |
カーブ長さ (m) |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
2 |
50 |
20 |
40 |
3 |
100 |
0 |
0 |
座標データ :オプションを使用すると、直線と曲線の組み合わせの幾何形状についても曲率を定義できます。
開始ステーション:橋梁モデルの開始ステーション
平面カーブ : 水平曲線を定義します。
平面カーブの開始位置
No. of Plan Curve Point:平面カーブの点は、始点(BP)および終点(EP)として少なくとも2点が必要です。橋が複数の曲線を含む場合や、曲線と直線の組み合わせの場合、平面カーブの点の数は3点以上となります。平面カーブの点が3点以上の場合、追加の中間点(3点の場合はIP 1、4点の場合はIP 2…)を指定します。
BP:平面カーブの始点
EP:平面カーブの終点
IP1,2,... :中間点。(3つの平面曲線パイントに対するIP1,4つの平面曲線点に対するIP2,···)
X 座標:曲線点のX座標
Y 座標 :曲線点のY座標
R : 曲線点の半径
A1 : BTC(緩和曲線の開始点)のパラメータ
A2 : ETC(緩和曲線の終了点)のパラメータ
AE : 卵形クロソイド曲線のパラメータ
R2 : 卵形クロソイド曲線の第2半径
垂直カーブ
ステーション:垂直カーブの位置
高さ: 垂直カーブの高さ
カーブ長さ : 垂直カーブの水平長さ
横断勾配
ステーション:横断勾配の位置
片勾配:横断勾配の片勾配
Example
境界
支承タイプ:上部構造と下部構造が支承で接続されている場合:
支承:支承は固定または単純支承として表現されます。固定支承の位置が決定されると、それ以外の支承はすべて橋軸方向に可動支承として扱われます。
弾性連結要素:支承は弾性連結要素で表現されます。橋台や橋脚に対して、各自由度(Dx、Dy、Dz、Rx、Ry、Rz)における支承の剛性を入力します。異なる弾性連結剛性を入力する場合は、オプションをクリックして別々の剛性値を指定します。
固定 : 固定支承として指定する節点の位置を選択します。
接線
半径
下部構造:下部構造をモデルに含めます。橋台、弾性連結の剛性、および橋脚について以下のパラメータを定義します。このオプションを使用することで、モデルに下部構造が含まれ、下部構造もモデル化されます。
橋台
支承タイプ
固定:橋台の境界条件を固定端で定義
弾性連結:支承は弾性リンクで表現されます。橋台および橋脚の各方向における支承の剛性を入力してください。異なる支点に対して異なる剛性を入力する場合は、クリックして入力します。
橋脚
柱頭部: 柱頭部がある場合は、そのオプションをチェックします
断面:柱頭部に適用する断面の定義と選択
クリックして、新しい断面を追加するか、既存の断面を修正します。
長さ : 柱頭部の長さ
材料:柱頭部に使用する材料特性を入力します。
クリックして、新しい材料を追加するか、既存の材料を変更します。
橋脚支持
固定:橋脚の底部を固定端で定義します
バネ支持 : 橋脚の底部をバネ支持で定義します
バネ剛性:橋脚支持をバネ支持で選択する場合、バネ剛性値を入力します
をクリックして、異なる支承に対して異なる剛性を入力ます
柱部
断面:橋脚に使用する断面を選択します。
クリックして、新しい断面を追加するか、既存の断面を修正します。
高さ:橋脚の高さを入力します。 をクリックして、橋脚ごとに異なる高さを入力します。
間隔:1 つ以上の列を入力すると、列間の中心間距離を入力します。 複数の距離を入力すると、それに応じて列の数が増加します。1つ以上の柱が入力されている場合、柱間の中心間距離を入力します。複数の距離が入力されると、それに応じて柱の数が増えます。
例えば、「1,2」と入力すると、最初の2本の柱が1メートルの間隔で配置され、次に2メートルの間隔で3本目の柱が配置される形になります。「2@1」と入力すると、2つの柱が1メートル間隔で配置され、その間にもう1本の柱が追加される形です。
: 各橋脚(底部)に異なるバネ剛性を入力することができます。