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沥青铺装层钢箱梁日照温场数值模拟及效应分析
| 论文题名： | 沥青铺装层钢箱梁日照温场数值模拟及效应分析 |
| 关键词： | 沥青铺装层;钢箱梁;日照温度场;有限元计算;大跨径悬索桥 |
| 摘要： | 随着大跨径悬索桥的日益发展，钢箱梁悬索桥越来越受到桥梁工程师们的青睐，温度对桥梁结构的影响，尤其对钢箱梁已引起工程界的广泛关注，因此对于钢箱梁温度场的研究显得十分迫切。本文以南溪长江大桥带铺装层扁平钢箱梁为工程背景，在健康监测系统温度和应变数据的基础上，选择具有代表性的季节、天气的监测数据进行分析，通过大型有限元软件ANSYS对带沥青铺装层钢箱梁日照温度场及温度效应进行研究。具体的研究内容如下: (1)根据有限元和传热学基本理论，使用有限元软件ANSYS建立了仿真分析模型，通过施加温度荷载以及对流换热系数，求解其温度场。通过现场实测数据与有限元计算结果比对，证明了利用部分气象数据结合理论公式对带沥青混凝土铺装层扁平钢箱梁进行日照温度场仿真分析是可行的。 (2)对带沥青铺装层钢箱梁日照温度场计算参数进行敏感性分析，发现对钢箱梁竖向温度影响最大的依次为沥青吸收率、大气透明度、铺装层厚度等，对钢箱梁横向温度梯度影响最大的依次为大气透明度、沥青吸收率、铺装层厚度等。 (3)通过对运营期带铺装层扁平钢箱梁温度场实测数据进行分析，得出了不同天气条件下，带沥清铺装层钢箱梁温度分布随时间变化的规律。同时温度监测数据为我国带铺装层钢箱梁的温度梯度规范提供数据。 (4)通过指数函数和一次函数加指数函数两种形式对竖向温度梯度进行拟合，得到了适合本文实桥的竖向温度梯度曲线。(5)通过分析实测温度以及带铺装层钢箱梁应变监测数据，得到了环境温度与钢箱梁应变的关系，结构应变呈现明显的季节性。同时通过对有限元模型施加温度荷载，得到竖向温度梯度以及横向温度梯度作用下钢箱梁的应变。 |
| 作者： | 谢旭 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 刘扬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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