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高温沥青摊铺下混凝土箱梁桥面温度场及温度效应研究
| 论文题名： | 高温沥青摊铺下混凝土箱梁桥面温度场及温度效应研究 |
| 关键词： | 混凝土箱梁桥;桥面结构;高温沥青;温度场;分布规律 |
| 摘要： | 高温沥青摊铺下，混凝土箱梁内部会产生较大的温差分布，从而可能导致箱梁出现裂缝而对结构造成不利影响。本文对高温沥青摊铺下混凝土箱梁桥面温度场分布规律进行了数值模拟，并对跨中截面温度与荷载耦合作用下的应力进行了计算。 首先，本文基于瞬态温度场理论和热传导理论建立三维混凝土箱梁温度场模型，采用生死单元法模拟沥青混合料的摊铺施工过程，并利用实桥温度场数据修正了三维模型，研究了高温沥青摊铺下混凝土箱梁桥面温度场的时空分布规律。实桥工况下:竖桥向，跨中截而摊铺中心箱梁顶部在沥青摊铺后36min左右达到最高温度，并与沥青摊铺影响深度范围底部测点的温差达到最大，此时混凝土箱梁跨中截面达到最不利状态;横桥向，混凝土箱梁顶部横向温度变化范围主要集中在摊铺边缘两侧各0.12m的范围内;纵桥向，摊铺中心纵向不同截面温度分布规律基本一致，并且间距相同的纵向截面，温度分布滞后时间相同。 其次，本文通过改变参数取值，研究施工季节、铺装材料、风速等不同影响因素对混凝土箱梁桥面温度场分布的影响。研究结果表明:施工季节、铺装材料、风速、太阳辐射强度、调平层厚度均会对混凝土箱梁的摊铺温度场产生影响。因此，可以通过选择适当的摊铺施工环境来降低高温沥青摊铺下混凝土箱梁桥面的温度效应。本文最终得到了一个考虑不同影响因素的最不利温度梯度模式，以便定量描述温度场的变化特征。 最后，本文建立了混凝土简支箱梁桥力学模型，分析了沥青摊铺温度荷载与施工机械荷载作用最不利工况组合，并对跨中截面温度与荷载耦合作用下的应力进行了计算。研究结果表明:温度与荷载耦合作用下，混凝土简支箱梁桥跨中截面箱室中心上缘及T字形范围会较大的横向拉应力，箱梁底部会较大的纵向拉应力。因此在混凝土简支箱梁桥跨中截面的相应部位，应注意预防由高温沥青摊铺可能诱发的横向裂缝及纵向裂缝。 本研究可为高温沥青摊铺下混凝土箱梁桥面温度梯度曲线的选取及现行规范中有关温度荷载条文的完善提供一定的参考。 |
| 作者： | 刘德煊 |
| 专业： | 交通运输工程；道路与铁道工程 |
| 导师： | 钱振东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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