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高海拔峡谷地带薄壁空心高墩日照温度效应研究
| 论文题名： | 高海拔峡谷地带薄壁空心高墩日照温度效应研究 |
| 关键词： | 峡谷地带;空心高墩桥梁;太阳辐射;温度效应 |
| 摘要： | 随着我国西部大开发战略的实施，交通建设的重点向西部地区转移，西北地区海拔高，地势起伏显著，峡谷较多，这些特有的地势、地貌决定了必将修建大量的高墩桥梁。西北地区高寒、缺氧、干旱、多风且风力大，尤其是青海地区的高原大陆性气候，具有气温低、昼夜温差大、降雨少而集中、日照时间长、太阳辐射强度大等特点。在此修建高墩桥梁将面临众多难题，其中日照温度效应对薄壁空心高墩桥梁的施工和使用影响显著，由于日照辐射导致空心高墩产生不均匀的温度场分布，从而产生了很大的温度应力和变形位移，导致高墩产生裂缝，影响结构的使用，甚至引发安全事故。 本文以青海省科学技术厅基础研究项目“高海拔峡谷地带高墩桥梁建设关键技术研究”这一科研课题为支撑，依托G310大循高速公路项目卧龙沟4号大桥开展研究。通过现场观测分析，对高海拔峡谷地带的薄壁空心高墩的日照温度效应做了比较深入的研究，主要研究内容如下: 基于对背景桥梁的6＃空心墩温度场的实测数据，分析了空心墩东北侧和西北侧壁板在日照辐射下壁厚温度场分布规律，研究发现内部混凝土温度上升明显滞后于外表面，距离外表面越远的位置变温幅度越小，从外壁到内壁30cm以外的位置几乎不受日照温度的作用。并且在前人的基础上，研究得出了适合高海拔地带的薄壁空心墩温度场分布的计算公式，经与实测温度数据对比，证明该公式具有一定的精确性。在分析了桥址处空心墩传热边界条件后;采用ANSYS有限元软件建立了空心墩的日照温度场平面模型，分析了空心墩各个壁板的温度场分布规律，同时将模型计算值与实测数据对比，验证了模型的正确性。 基于平面模型分析研究了空心墩日照横向温差应力分布规律，包括横桥向应力和纵桥向应力，在日照辐射下二者都表现出外部受压而内部受拉，并且温差越大，应力值越大。采用ANSYS建立了卧龙沟4号桥6＃墩的有限元立体模型，在此基础上分析了空心墩日照温度效应，包括竖向温度应力和温度位移的变化规律。由日照温差引起的温度位移非常大，最大达到29.2mm，超过了规范的容许值;提出了采用稳定温度场法和预控法来减少日照温度位移，保证施工时的墩身垂直度。 |
| 作者： | 谢新 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张永水 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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