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高寒地区钢-混凝土组合梁斜拉桥施工阶段温度效应分析
| 论文题名： | 高寒地区钢-混凝土组合梁斜拉桥施工阶段温度效应分析 |
| 关键词： | 高原高寒地区;斜拉桥;钢-混凝土组合梁;温度效应;施工阶段 |
| 摘要： | 在西部高原高寒地区建立较完善的公路交通网，是加快西部大开发的重要前提。西部高原高寒地区多山多河流，桥隧所占比重非常大。钢-混凝土组合结构，是钢结构与混凝土结构两种常用结构形式的发展，它充分发挥了钢材与混凝土的各自优势，钢材抗拉强度高，延性好，混凝土抗压强度高，刚度大。钢-混凝土组合梁斜拉桥具有良好的技术经济效益，其在300m～600m跨径之间具有更强的竞争力。在西部高原高寒地区修建钢-混凝土组合梁斜拉桥，有很大的发展前景。 西部高原高寒地区的特殊地理环境、气候条件下修建桥梁，施工难度大，施工工期长，施工过程中温度影响显著。钢-混凝土组合梁斜拉桥由于跨度大、柔度大，施工过程中温度作用产生的位移、内力都很大，严重影响施工进度与施工质量，进行其施工阶段的温度效应研究具有实际意义。 本文以哇加滩黄河特大桥为依托，对西宁气象站近五年的气象数据分析处理，采用ABAQUS对哇加滩黄河特大桥的组合梁、斜拉索和桥塔进行温度场分析，并采用杆系模型进行桥梁施工过程中的温度效应分析。总结出施工过程中四个季节太阳辐射条件下的温度场分布特点，以及温度作用对组合梁位移、内力，斜拉索索力，桥塔偏位等的影响。重点分析了最大双悬臂工况与最大单悬臂工况下的温度效应。分析计算结果表明：桥面板与斜拉索的温差大，夏季达到10.8℃，冬季为7.3℃，桥塔与斜拉索温差，夏季10.2℃，冬季8.3℃。温度梯度组合梁最大，其次为桥塔，斜拉索温度梯度很小，可忽略。温度作用下，最大双悬臂工况与最大单悬臂工况时，主梁标高、塔顶偏位、拉索索力等影响施工的主要参数，在温度作用日变化显著。主梁位移日变化最大可达87mm，塔顶偏位32mm，索力变化达施工控制索力的4.1％，钢梁弯矩变化值可达施工阶段荷载产生弯矩的32.9%。 组合梁斜拉桥再每段钢梁建设完成后，就进行预制桥面板的吊装安装，并现浇纵横向湿接缝。湿接缝混凝土形成强度前，拉索索力以及预制桥面板的自重均由钢梁承担，湿接缝混凝土达到设计强度后，与钢梁形成组合截面，其后荷载由钢梁与混凝土板组成的组合截面共同承担。在湿接缝形成强度过程中，组合梁截面的非线性温度场变化，对湿接缝的受力不利。本文分析了在太阳辐射日变化过程中，一个标准节段（E5节段）温度应力变化情况。分析结果表明：在湿接缝混凝土形成强度过程中，日照温度应力会超过抗拉强度值，且拉压应力日变化幅值较大，可达3.8MPa。 本文温度效应分析结果可为同类桥梁的温度效应提供参考。 |
| 作者： | 王志祥 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 刘永健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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