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曲线钢箱梁桥温度场及其效应分析
| 论文题名： | 曲线钢箱梁桥温度场及其效应分析 |
| 关键词： | 曲线钢箱梁桥;温度场;温度效应;疲劳性能 |
| 摘要： | 近年来，钢结构桥型在城市中小桥梁中得到越来越多的应用，其中曲线钢箱梁桥占有相当大的比例。由于钢材具有自重轻、比热小、温度膨胀系数大等特点，日照条件下，钢箱梁顶底板温差最大可达30℃左右，并沿竖向呈非线性分布。在温度荷载作用下，曲线钢箱梁桥的内侧支座极易出现负反力、脱空，从而引发倾覆失稳风险;其结构受力及变形也变得更为复杂，疲劳易损部位的应力状态也因温度效应而明显改变，进而影响结构的疲劳性能。本文以中国杭州地区一座三跨曲线连续钢箱梁桥为工程背景，对曲线钢箱梁桥的温度场及其效应进行研究，开展了以下几个方面的工作: (1)对背景桥的温度场进行现场实测及数值模拟，然后通过拟合分析确定了基于钢箱梁顶底板温差的以e为底的指数函数型温度场模式。运用该温度场模式，对温度变化引起的支座脱空位移进行了数值模拟并与实测值进行对比，验证了该温度场模式的准确有效性。 (2)基于研究得到的温度场模式，对曲线钢箱梁桥倾覆稳定的温度效应进行了研究。通过对温度荷载、结构自重及车辆偏载等共同作用下支点反力变化情况的分析，确定了以两中支座中心连线作为转动轴的曲线钢箱梁桥倾覆失稳模式，讨论了支点压重及调整支座布置等设计对策。并将本文成果应用于其他同类桥梁，评估其倾覆稳定的温度效应并加以解决。 (3)依托研究得到的温度场模式，对曲线钢箱梁桥疲劳性能的温度效应进行了讨论。采用疲劳寿命评估的热点应力法，分析了温度荷载对背景桥疲劳寿命的影响;得到温度荷载会因为增大了曲线钢箱梁桥疲劳易损部位的平均应力而显著降低其疲劳寿命的结论。建议在今后曲线钢箱梁桥的设计施工中，必须对曲线钢箱梁桥疲劳性能的温度效应加以考虑。 |
| 作者： | 徐祯耀 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 汪劲丰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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