原文传递
自然环境下混凝土箱梁桥温度分布及温度应力研究
| 论文题名： | 自然环境下混凝土箱梁桥温度分布及温度应力研究 |
| 关键词： | 混凝土箱梁桥;温度分布;温度应力;有限元模型;承载性能 |
| 摘要： | 20世纪以来，随着桥梁技术以及先进设备的相继出现，混凝土箱梁已广泛运用于桥梁结构，已经成为公路、铁路桥梁常用类型之一。箱形截面有许多优点：截面抗扭刚度大，结构在施工与使用过程中都具有良好的稳定性；顶板和底板都具有较大的混凝土面积，能有效的抵抗正负弯矩，并满足配筋要求；适应现代化施工方法的要求，如悬臂施工法、顶推法等都要求截面具有较厚的底板。这些优点奠定了箱梁在桥梁界不可动摇的地位，但与此同时，随着大量混凝土箱梁桥的不断涌现，也暴露出一些问题。而在混凝土开裂问题中，温度引起的裂缝问题已引起了工程界的极大关注。 德国Jagst厚腹板箱梁桥在运营第五年发生了严重的裂缝，经过估算，由于温度作用产生的拉应力约为2.6Mpa；美国学者对Champigny箱型桥梁支座反力做了有关测试，测试显示每日变化幅度高达26％，由于这一温度引起的下翼缘最大拉应力就可达到3.92Mpa。而国内对九江长江大桥、湖光大桥等箱梁桥进行的测试也反映出温度应力对于混凝土箱梁桥的影响巨大。 由于桥梁长期置于外界环境下，必然受到外界自然环境的影响。自然气候产生的温度荷载，包括日照温度荷载、年温度荷载及骤然降温温度荷载，其中以日照温度变化最为复杂，既有太阳辐射引起的局部性，又有混凝土传热带来的不均匀性，施工或使用中温度变化时，必然使箱梁内部温度分布不均匀而产生较大的温度梯度，由于各部分温度不同必然需要产生变形，但却被内外部结构约束所阻止，随之而来的便是产生不可忽视的温度应力，给桥梁的受力和线形都带来影响。经过许多专家的研究发现，影响此温度应的因素主要包括太阳辐射，环境温度及风速等。 尽管公路、铁路等混凝土设计规范对于温度场的取值都给了相应的计算公式或图表，但在实际设计过程中，很多设计人员反映采用规范温度模式时计算较难通过，给设计带来较多的实际问题。针对上述情况，很多设计人员往往不按规范取温度值，而是根据经验来取值，带有一定的随机性，缺乏实测数据。因此，随着如Ansys，Midas等专业设计软件的完善，我们有必要对箱梁桥温度场及温度应力进行更加深入的研究。 本文以典型的单箱单室混凝土连续梁桥为例，对造成裂缝主要原因之一的温度应力进行研究，采用ansys有限元软件对实际桥梁进行建模计算，得到沿梁高的温度梯度分布将其与规范进行比较，提出较为实用的建议。 |
| 作者： | 褚强 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 程海根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
