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预应力混凝土箱梁桥施工过程中温度场与温度效应分析
| 论文题名： | 预应力混凝土箱梁桥施工过程中温度场与温度效应分析 |
| 关键词： | 预应力混凝土箱梁桥;施工过程;温度场分布;温度场模式;温度应力;太阳辐射;桥梁结构;预应力混凝土桥梁;计算分析方法;结构构件;温差应力;气象资料;自然环境变化;形成及其特点;温度梯度模式;设计值;挠度;江河;反辐射;大桥 |
| 摘要： | 预应力混凝土桥梁因其基体材料导热性能差，在太阳辐射、气温变化、云雨雾天气等自然环境变化的影响下，结构构件内部温度的变化明显滞后于其外表温度的变化，在结构内部产生非均匀的温度场和温度应力。值得注意的是，不同的温度场模式对箱梁的温度应力和挠度计算的影响巨大。使用不同的温度场模式进行计算得到的梁内温度应力相差非常大，甚至可能出现应力异号。如果温度场模式不对，即使增大温度荷载设计值，也不能保证结构不产生裂缝。因此，为了确保桥梁结构的抗裂性，应根据当地的自然条件，采用实验和理论研究相结合的方法，得到适合于本地区的混凝土桥梁的温度场分布规律并由此提出合理的设计温度梯度模式及温度设计值，进一步研究相应的温度效应。 本文以巴江河大桥为工程背景，采用“时间—温度—变形—应力”同步测试方法，并在取得相对完整的气象资料情况下，对巴江河大桥箱梁温度场进行详细的理论分析。通过查阅大量参考资料，本文系统的论述了混凝土箱形结构的温度场分布理论、日照温度场的形成及其特点，探讨了影响日照温度场分布的主要因素。根据气象资料和桥梁构件的物理热学性能，采用大型通用有限元程序ANSYS快速计算该构件内任一时刻瞬态三维温度场。准确确定用于求解混凝土构件非线性温度场的边界条件，即确定太阳辐射、气温及风速等对桥梁结构构件表面换热的影响和各个热工参数的灵敏度。通过对实测数据的分析表明，太阳辐射和混凝土表面反辐射是影响箱梁温度场分布的主要因素。对降温过程提出了考虑混凝土反辐射影响的计算分析方法，并成功的应用到巴江河大桥的温度场模拟分析，计算结果与实测结果吻合。 本文的另一研究内容是混凝土对温度响应的滞后现象和初始条件的选取对混凝土箱梁温度场分布的影响，并进一步研究了箱梁温差应力和挠度的温度场效应，探讨了温差应力和挠度的变化规律。本文方法简单易行且结果可靠，经进一步完善后可减少或替代现场测试。 |
| 作者： | 敖增慧 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王卫锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华南理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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