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超宽圆端形薄壁空心墩温度效应分析
| 论文题名： | 超宽圆端形薄壁空心墩温度效应分析 |
| 关键词： | 铁路桥梁;超宽圆端形薄壁空心墩;结构形式;温度效应 |
| 摘要： | 随着我国铁路近十年的高速化建设,在山区以及地表高差悬殊的地区修建的铁路桥梁也屡见不鲜。由于桥梁跨度的增加而采用大跨的结构形式,其经济指标以及建设难度也随之成倍增长。有时,出于对经济和技术的考虑,大跨度桥梁的结构形式不一定是最合理的选择,在某些场合条件下,也是不科学的。因此,工程设计人员常采用小跨径,高桥墩的结构形式。而薄壁空心墩由于其自身的许多优点如:自重较小、圬工体积较少、在地震时有较小的惯性力而被广泛采用。 但是研究表明,薄壁空心高墩这种结构形式具有一定的特殊性,其稳定性较差,且受外界环境的影响较大,比如:垂直度、外部温度的突然降低或升高等都会引起内力,而这些因素对桥梁结构安全的影响都不容忽视。 铁路空心桥墩的温度效应问题日益引起工程界的重视,国内外许多学者和研究人员都做过探讨,但仅局限于宽度较小的单线或双线桥墩,对车站内多线超宽空心高墩温度效应的分析和研究几乎空白。文章基于通用分析软件ANSYS,采用三维瞬态热-结构耦合场方法对兰渝铁路兰州枢纽大砂坪特大桥四线空心桥墩在日照升温和寒潮降温作用下温度场、温度应力进行分析。 本文以兰渝线兰州枢纽大砂坪特大桥四线铁路圆端形超宽薄壁空心墩为工程实例,进行如下工作: 1)介绍国内外对温度效应问题进行研究的概况以及背景,以及在进行桥梁设计时对温度效应问题提出的相关设计规定。 2)简要叙述热量传递的方式,以及引起温度效应的过程。 3)由于温度效应在一定的约束条件下必然会引起温度应力,本文将对几种典型的最不利温度荷载工况采用有限元软件ANSYS模拟四线铁路圆端形超宽薄壁空心墩温度场,并计算其温度应力,同时根据计算结果提出相应的解决方案。 4)总结本文的工作,由于时间和能力的限制提出现有情况下的分析不足,为以后的研究工作提出新的建议。 本文通过对设置纵向隔板和无纵向隔板两种模型计算分析比较,结果表明超宽空心高墩在寒潮作用下环向、竖向温度应力值较大,所以在设计中应引起足够重视,而是否加设纵向隔板对温度应力的影响较小。根据温度应力计算结果,通过设置合理的墩身钢筋,解决铁路多线超宽空心墩由温度应力与外荷载组合作用下,造成的混凝土开裂在规范要求以内。 |
| 作者： | 史进 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王春芬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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