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城市预应力混凝土曲线梁桥温度场及温度效应研究
| 论文题名： | 城市预应力混凝土曲线梁桥温度场及温度效应研究 |
| 关键词： | 曲线梁桥;预应力混凝土;温度场;温度效应 |
| 摘要： | 随着我国城市化进程的不断推进，混凝土曲线梁桥在城市高架和大型互通立交中的应用越来越广泛。但混凝土曲线梁桥在使用过程中不断发现的“典型病害”问题值得关注，而温度作用是曲线梁桥产生典型病害的原因之一，而现行城市桥梁设计规范中的温度场规定是参照公路规范制定的。为了研究清楚城市混凝土曲线梁桥在温度场及温度对典型病害的贡献情况，本文针对一座2×5m的预应力混凝土曲线箱梁模型桥进行了长达两年的温度观测和端支承反力观测，以实测数据为基础，通过仿真分析拟合了适合城市地区的温度场模型，然后对混凝土曲线梁桥的温度作用效应开展了系列的分析和研究。主要工作有以下几个方面: (1)以一座2×5m的预应力混凝土曲线箱梁模型桥为依托，设计制定了长期温度观测和支反力观测试验方案。并对观测的数据按春、夏、秋、冬进行分析，通过分析得出一年中最不利的温度场。 (2)基于桥梁在大气中的热交换过程的分析，总结箱梁温度场边界热力参数计算方法，以此为基础用ABAQUS程序对该桥温度场进行了仿真模拟，仿真结果与实测数据吻合较好，从而验证了本文模拟温度场方法的正确性。 (3)基于温度场的实测数据，确定了试验桥的升温温度梯度模式和降温温度梯度模式，并与现行规范中的温度梯度模式进行了对比分析。最后，对该桥的温梯度效应进行了数值分析，实测支反力与计算支反力吻合较好从而验证了本文有限元计算模型的可靠性。 (4)根据实测地区的环境条件，分别研究了年温差及实测城市日照温差作用下，试验模型桥的曲线梁桥的应力、位移、支座反力等变化规律，并分析温度对曲线梁桥产生“典型病害”的关系。分析结果表明;年温差作用下曲线梁桥会产生纵向的爬移现象;温度梯度会使曲线梁桥发生明显的径向偏移或翻转，且在墩梁固结处产生的拉应力，易产生裂缝。 (5)根据实测城市地区温度场与公路规范中规定的温度场进行温度效应的比较分析，并研究了城市温度梯度下，曲率半径与支座布置形式对曲线梁桥温度效应的影响，结果表明:城市温度场下的温度效应较公路规范下的温度效应偏安全;改变曲率半径，曲率半径越大，径向位移越小，且支座反力差越小，曲线梁桥受力越均匀。通过改变支撑布置形式计算可得，一般情况下小半径曲线梁桥采用抗扭支撑与点铰支撑交替布置的形式。改变端部抗扭支撑间距，在正、负温度梯度下，减小了内外侧反力差，使梁内外侧受力趋于均匀。 |
| 作者： | 庞振宇 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 徐秀丽;邢世玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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