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大跨连续刚构桥高墩温度效应与参数分析
| 论文题名： | 大跨连续刚构桥高墩温度效应与参数分析 |
| 关键词： | 连续刚构桥;空心薄壁高墩;温度效应;桥梁走向;截面形式;参数优化 |
| 摘要： | 由于自身材料的特性，空心薄壁高墩在受到太阳辐射或者强降温影响下，其结构的表面温度会迅速上升或下降，而空心墩内部温度却变化缓慢。这样，墩身内外壁两侧形成了不均匀温度差，从而出现温度应力。温度应力在桥梁承载结构的受力中占很大一部分，危及桥梁的正常使用。很多工程实例可以看到，桥梁上部结构或者墩身因为温度应力的原因出现开裂等情况，使得桥梁出现不安全状况。所以桥梁界的学者对于温度效应这一问题的研究不断深入，以便更好的控制温度效应对桥梁的不利影响。本文主要借助几座山区连续刚构桥梁的薄壁高墩温度实测数据，对空心薄壁高墩进行日照以及相应参数改变下的温度效应分析，主要研究成果和结论如下: (1)介绍了近年来薄壁高墩温度场与温度效应及其参数分析的研究近况，归纳总结了温度场的计算方法及各种方法的优缺点。 (2)进行了三种不同截面形式的薄壁高墩温度场实测，数据表明温度场分布规律大致相同。各壁板在22时到第二天8时这段时间内，温度变化较为平稳，上午10时以后，墩身内外壁板逐渐出现了较大的温度差。只因桥梁的走向和壁厚不同，出现最大温差的时间和最大温差值有差别，随薄壁高墩截面形式的不同，温度影响深度也不同。空心薄壁高墩日照温度场沿墩身高度方向上的温度差异可以不予考虑，在沿壁厚方向上的温度分布规律呈非线性分布。 (3)采用MIDAS FEA有限元软件对空心薄壁墩温度场进行数值模拟，并与实测温度数据进行对比基本吻合，验证了MIDAS FEA进行空心墩日照温度场分析的准确性。 (4)利用MIDAS FEA软件分析了风速、壁厚、桥梁走向、墩身截面形式等不同参数对空心薄壁高墩日照温度场和温度效应的影响。结果表明，风速越小，墩身所受的温度应力和墩顶位移值越大;壁厚越大，墩身所受的温度应力和墩顶位移值越小，并且空心墩最大拉、压应力的位置也随着改变;空心墩温度应力与桥梁的走向呈周期性变化，在0°～90°范围内，墩身纵桥向和竖向的温度应力随桥梁中轴线方位角的增大而增大，而横桥向的温度应力，在0°～45°范围内，随桥梁中轴线方位角的增大而增加，45°左右达到峰值，45°～90°后随之下降;墩身截面形式改变，墩身最大拉、压应力值也随之改变，相比八边形和矩形空心墩而言，实心墩墩身更容易出现混凝土受拉破坏。 |
| 作者： | 周伟 |
| 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： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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