浅析中国桥梁结构分析软件现状

三维空间软件：（1） 韩国MIDAS公司的《Midas CIVIL》
（2）西南交通大学的《BNLAS》
（3）美国Bentley公司的《TDV》
（4）大桥院的《3D BRIDGE》
（5）刘四田先生的《ASBEST》
《madis Civil》应用较广；《BNLAS》是专门用于大跨度桥梁结构非线性分析的软件，目前在国内主要用于悬索桥结构的分析和施工监控；Bently出品的《TDV》较为高端，目前在国内多使用于大跨度桥梁的结构分析上；大桥院的《3D BRIDGE》同其《SCDS》一样，仅限内部使用。《ASBEST》是国内第一款桥梁专用三维分析软件，主要针对异形桥进行结构分析。
1、《madis Civil 》
《midas Civil》是MIDASIT公司的一款桥梁结构分析软件，其具备较完备的三维空间静、动力学分析功能，涉及到几何非线性、材料非线性、边界非线性的分析。对比国内桥梁软件较原始的建模水平和软件界面，《midas Civil》具备优越的前后处理图形建模功能和精美的软件界面，凭此点该软件已深受中国桥梁设计者的青眯。
尽管《midas Civil》具备优越的图形建模功能和精美的软件界面，但是其高端力学分析功能的可靠性备受有关人士争议，存在的问题也一直困扰着高端的软件用户，主要表现在以下两个方面：
1）构件截面、普通钢筋的信息输入非常原始；
2）基于中国规范的构件极限强度验算功能。众所周知，目前中国的钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范在承载能力极限强度计算方法上还停留在以设计者手算、矩形、T形截面单箱受弯为主的思路上；但对于三维构件，构件截面多异形，受力更多是同时作用轴力和双向弯矩，因此三维软件应根据规范规定的基本原理及材料本构关系对构件正截面承载能力极限强度计算方法进行通用性拓展，准确计算构件混凝土、钢筋内部的应变，以适应三维构件受力的特性；但从该公司目前公开的技术资料来看，《midas Civil》的构件强度计算方法还较为简单。
3）基于规范的构件设计验算模块计算耗时较长
《midas Civil》的中国规范混凝土构件验算独立于核心程序之外的，其需要在核心程序计算完成后，再启动构件验算模块对构件进行验算，使用过该功能的同行应该有所体会该项计算所耗费的等待时间；在主程序中查看梁单元PSC应力中，也存在计算等待时间过长的问题；这些都是制约设计者设计进度的重要因素。
4）斜拉索索力问题
斜拉索具有自重，因此应考虑斜拉索自重对斜拉索两端索力的影响；该影响根据张拉端的位置计算，故在《桥博博士》中，索单元有需要用户指定张拉端的选项；而在《midas Civil》 中，用于模拟斜拉索的单元却无此参数，并且从斜拉桥的计算结果看，索两端的内力相同也说明该软件未考虑索自重对斜拉索张拉索力的影响。本影响对小跨度斜拉桥或成桥索力影响不大，但对大跨度斜拉桥及其施工监控的精度影响甚大，而靠用户另外采取手段考虑该项影响，存在很大麻烦。
2、西南交通大学《BNLAS》
以西南交通大学桥梁系唐茂林、沈锐利老师为主编制的《BNLAS》是一款专门用于大跨度桥梁结构非线性分析的软件，包括两个子系统：1）桥梁结构空间静动力非线性分析系统；2）悬索桥主缆系统设计与施工计算系统。该软件采用C++语言编写，目前是国内悬索桥结构分析和施工监控方面的主要计算分析软件。
3、刘四田先生的《ASBEST》
刘四田先生编制的《ASBEST》是国内第一款商用的桥梁结构三维软件，最初主要的处理对象是异形桥，近年已发展为可以处理直、弯、斜、匝道、拱桥、斜拉桥等复杂桥梁计算。
该程序的前处理非常先进，结构模型、截面、钢束等原始数据全部使用图形来输入数据，设计者犹如在AutoCad环境中工作，其在国内还率先实现了将杆系结构的梁单元模型自动进行网格划分生成板、块单元模型，并能分别输出箱梁的顶板、底板、各腹板的内力；其力学解题规模也较为庞大，且速度较快。
但该软件在市场上的应用规模较小。
4、Bently出品的TDV《RM BRIDGE》
TDV《RM BRIDGE》软件起源于奥地利，后被美国Bently公司收购；而欧洲的桥梁软件水平一直走在世界的前列，只不过是他们一般都是实力雄厚的大型咨询公司内部开发使用，而不进行商业化销售；例如，丹麦cowi公司的《IBDAS》；
TDV《RM BRIDGE》是一款在全世界范围内使用较为广泛的程序，鉴于篇幅和作者对该软件的认识水平，本文不再对此详述。

到今天此时，自己终于到对上述几款软件（Midas、ANSYS、Tdv、Bnlas）有了一定的认识，下面谈下自己实际工作的体会，望大家能否正（从监控角度出发）！1，梁桥，Midas比上述其他要方便的多，在输入钢束上具有明显的质的优势，而且大家都习惯了用Midas算梁桥，当然用桥博计算也方便；2，拱桥，自己接触过一座主跨200米的钢管拱桥，当时是用Midas和ANSYS分别计算的，现在仔细想来，在计算钢拱桥方便，如果能熟练应用命令流，那自然比Midas快的多，Midas在搞这种桁架结构前期建模速度不能体现出来，即使采用excel联合来处理建模；3，斜拉桥，可能很多人写到很自然想到Tdv,但是目前很多设计院包括公规院，设计中等跨径的斜拉桥出图的最后结果是以张拉力FCAB给出的。如果监控方采用Midas建模，能够很好的与设计院校对结果。但是如果采用Tdv计算的话，Tdv在处理多次张拉时存在如下问题：一张用fcab没问题，但是在二张甚至三张时，只能是增量。虽然Tdv提供了ADDCON模块，但是对于大跨度钢斜拉，如果和设计方的结构参数存在即使很小的差异，可能导致两款软件的计算结果存在5-10%的差异。在本人看来，tdv对设计方存在着巨大优势，可以高效确定合理的成桥状态，当然能考虑各种非线性的计算；4，悬索桥，如果从设计方角度出发，在确定合理成桥状态tdv中的addcon可以高效的确定；搞监控计算，当仁不让是西南交大的bnlas，主缆线形模块直接给出监控需要的数据，并且空间模块能够复核设计结果。上面是自己近十年开始接触计算软件的一点肤浅认识，恳请大家指点！欢迎各位高手赐教