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山区桥梁空心薄壁高墩日照温度场及温度效应研究
| 论文题名： | 山区桥梁空心薄壁高墩日照温度场及温度效应研究 |
| 关键词： | 大跨径桥梁;空心薄壁高墩;日照温度场;温度应力;有限元模型 |
| 摘要： | 空心薄壁高墩作为山区大跨径桥梁重要的下部结构，置于外界环境中，受到太阳照射、大气气温等的影响，其结构内外表面的温度发生变化，但由于混凝土的导热性能差，导致空心薄壁高墩的内外表面温度变化速度不一致，形成较大的温差，进而形成较大的温差应力和位移。有时温度应力和位移过大，会引起裂缝或墩身歪斜，对桥梁的安全和正常运行造成严重的影响。因日照温度效应引起的桥梁破坏事故越来越多，因此，迫切需要研究空心墩的温度效应，来防范和降低这种作用对结构的破坏。本文以工程实例为背景，研究了山区桥梁的空心薄壁高墩的温度分布和效应。主要工作和所得结论如下： （1）翻阅大量国内外文献，较详细的介绍了空心薄壁高墩的温度形成机理、温度分布的影响因素以及几种温度荷载的特点，介绍了计算空心薄壁高墩温度场、温度效应的方法，以及求解其所需的热传导边界条件的计算方法。 （2）介绍背景桥梁的基本资料，确定现场实测方案，分析高墩的温度场分布，根据实测资料，结合相关规范和理论，用Mat Lab回归拟合出高墩的指数温度梯度曲线，提出了适合桥址地区的空心薄壁墩的温度梯度模式：桥墩横向Tx=17.82e-8.423x，桥墩纵向Ty=17.61e-9.428y，并对比分析拟合公式和实测数据的差别，显示数据吻合较好。 （3）结合桥址地理数据和气象条件，利用大型通用有限元软件Midas FEA建立空心墩截面温度模型，分析桥墩的温度场，对比分析计算结果、实测数据以及拟合的温差分布曲线的差别，结果显示3条曲线基本吻合，证明有限元软件模拟的实用性。用Midas FEA建立空心薄壁墩的全墩模型，分析了日照温差应力和日照引起的桥墩位移，显示桥墩温差应力和位移都比较大，对桥墩的线形和安全都有较大的威胁，不容忽视。因此在桥梁的设计、施工以及监控中必须考虑日照温度的影响。 |
| 作者： | 吕寻博 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 杨美良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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