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混凝土箱梁日照温度效应有限元分析
| 论文题名： | 混凝土箱梁日照温度效应有限元分析 |
| 关键词： | 混凝土箱梁;日照温度效应;应力分布;有限元分析 |
| 摘要： | 在日照和气温变化等各种气象因素作用下，混凝土桥梁结构内部会产生随时间变化的非线性温度分布，进而产生温度应力。混凝土箱梁在桥梁结构中应用广泛，其日照温度效应十分显著。由于该问题的复杂性，现有的计算方法还不够完善，导致温度梯度的取值和温度应力的计算存在较大误差。近几十年来，世界各国不断有温度应力导致的箱梁裂损事故发生。因此，有必要对混凝土箱梁的日照温度效应进行深入研究。 论文以“牛角坪大桥箱梁温度应力及温度变形试验研究”这一科研课题为背景，主要内容及研究结论如下： 对牛角坪大桥的箱梁夏季表面温度进行了连续测量，并用ANSYS软件对混凝土箱梁的温度场进行了仿真分析。将温度值的计算结果和实测结果进行了对比，说明了计算得到的温度场是准确的，可以用来进行温度效应计算。 用ANSYS软件对箱梁的日照横向温度应力进行了有限元分析。分析了日照横向温度应力的分布和变化规律，以及温差曲线变化、截面几何尺寸和箱梁倒角对横向温度应力的影响。说明了下午的双向温差作用对横向温度应力的影响比上午更为显著。对温差曲线的计算和试验位置进行了分析，为了准确计算竖向温差最大时刻箱梁的温度效应，短悬臂箱梁应当考虑对应时刻的腹板横向温差作用。 对箱梁的日照纵向温度效应进行了有限元分析。建立了牛角坪大桥的全桥模型，分别计算了牛角坪大桥箱梁在竖向温度梯度T=21.73ye-6.5y和横向温度梯度z14.75e-=T8z作用下的温度效应。 对铁路桥涵设计规范(TB10002.3-2005)的温度应力计算方法进行了分析，发现规范中的计算方法在某些方面还值得商榷，主要建议有：1)规范给出的沿梁高方向自约束应力计算公式是假设底板厚度等于顶板厚度得出的，横向框架约束弯矩计算公式则假设各壁板刚度相同。这对于横截面各壁板的厚度差达数十厘米的大跨径箱梁是不适用的。2)在计算横向温度应力时，规范忽略了倒角的影响。这样会低估温度拉应力，带来较大误差。3)引入板厚温差曲线替代沿梁高(或梁宽)的温差曲线来计算日照横向温度应力是可行的。按规范规定的板厚温差曲线计算出来的横向温度应力之所以有较大误差，是因为规范所引入的板厚温差曲线的形状不能反映板中应有的温差曲线形状。 |
| 作者： | 赵艳青 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张亮亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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