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大跨度斜拉桥钢混桥塔温度场及温度效应研究
| 论文题名： | 大跨度斜拉桥钢混桥塔温度场及温度效应研究 |
| 关键词： | 大跨度斜拉桥;异形钢混桥塔;温度场分布;温度效应;ANSYS建模 |
| 摘要： | 如今，桥梁美学在大跨度斜拉桥设计中逐渐受到重视，桥塔越来越呈异形化、多样化发展。对于异形桥塔截面，若采用混凝土桥塔，塔柱与拉杆联结处拉应力无法克服，截面内部易发生应力集中，虽可满足规范要求，但结构安全富余偏小，耐久性和可靠性略差；钢塔，虽自重轻，结构安全可靠，但造价高，刚度低，后期维修养护工作量大，抗风稳定性略差；钢混组合桥塔结合了混凝土桥塔和钢塔的优点，越来越得到青睐。由钢板和混凝土组成的异形钢混桥塔，因两种材料的综合换热系数、导热系数、弹性模量以及线膨胀系数等性质均不同，同时混凝土的导热性能差，而钢对温度变化比较敏感，那么结构内温度变化会更加显著，在自然因素影响下桥塔内部会形成不利温度场，产生很大的温度应力和变形。因此，分析异形钢混桥塔温度场和温度效应颇具有实际意义。 本文以肇庆市阅江大桥为工程背景，利用ANSYS建立桥塔实体模型，研究大跨度斜拉桥钢混桥塔的温度场及温度效应。具体内容有以下几个方面： （1）介绍桥塔的温度场以及温度效应分析的基本理论，确定温度场的相关边界条件以及求解各类参数的计算方法； （2）分析夏季最不利日照条件下的外界气温和太阳辐射强度变化，通过ANSYS分别建立斜拉桥钢混桥塔的三维模型和钢混截面的二维模型，模拟在最不利日照作用下桥塔整体与局部的温度场分布和温度效应； （3）对比在日照作用下桥塔塔顶位移理论值与斜拉桥监控中桥塔位移实测值，得出日照对斜拉桥桥塔位移的影响； （4）分析寒潮来临时外界气温变化，得到在骤然降温条件下钢混桥塔整体与局部的温度场分布和温度效应； （5）用ANSYS建立桥塔钢混结合段的局部三维实体模型，仿真模拟钢混段混凝土施工浇筑中温度场分布，并与施工中监测值进行对比分析。 在最不利日照作用下，桥塔“外表受压，内部受拉”，钢混段内混凝土拉应力最大，最易形成裂缝；寒潮作用与日照受力相反，桥塔“外表受拉，内部受压”，桥塔最大受拉区在钢混段外表面，但桥塔底端外表面最易形成裂缝；日照作用下裸塔更易在斜拉桥横桥方向发生变形，桥塔钢箱段应在晚上温度低时吊装定位；对于类似钢混段内混凝土浇筑前，可以进行水化热温度的预估计算，以便更好指导施工。 |
| 作者： | 程旭东 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 杨吉新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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