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PC箱梁桥火灾温度场及受火性能研究
| 论文题名： | PC箱梁桥火灾温度场及受火性能研究 |
| 关键词： | 预应力混凝土箱梁桥;火灾温度场;数值模拟;力学性能 |
| 摘要： | PC梁桥在国内发展迅速，在国民经济中扮演越来越重要的角色，与此同时其遭受诸如火灾、撞击等灾害的威胁越来越大。由于桥梁结构遭受火灾后其材料性能与受力特性将发生改变，将严重影响桥梁的正常使用，甚至可能造成垮塌。因此，开展预应力混凝土梁桥受火性能研究显得尤为必要。本文主要开展了以下的研究： （1）首先介绍了桥梁火灾的国内外研究现状，总结混凝土与预应力筋的热工参数与热力参数在高温下的性能，确立了后续模拟选用的参数指标。 （2）采用火灾动力学的模拟软件FDS(Fire Dynamics Simulator)对火灾下梁桥空间温度场进行数值模拟，以热释放速率表示火源燃烧情况。研究不同模拟空间大小、不同热边界条件、不同火源距梁底高度、不同模拟时长等因素对箱梁表面环境温度场的影响。指出绝热表面温度作为热荷载加载到梁桥表面进行热力耦合分析更为准确。 （3）基于热分析基本原理，采用 ansys进行瞬态热分析，得到箱梁桥受火加载3小时的截面温度场分布情况。研究温度场随延火时间的变化规律、保护层厚度对预应力筋温度的影响、不同环境温度场加载对箱梁截面温度的影响以及对比分析不同学者提出的热传导系数对温度场的影响。发现保护层厚度对预应力钢筋抗火有较好效果，特别是15cm厚效果良好。 （4）在热分析的基础上使用 ansys有限元软件，采用间接耦合方法分析研究PC简支箱梁桥的高温变形。指出箱梁截面变形不协调，初始张拉预应力对高温下挠度影响不大。 （5）最后采用火灾动力学FDS建模重构了火灾场，并结合热力分析成果与桥梁受火灾后检测结果进行比较，表明桥梁受火研究在灾后评估中具有较高的可行性。 |
| 作者： | 魏伟 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 胡峰强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南昌大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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