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原文传递温度荷载对单肢薄壁高墩的影响

论文题名：	温度荷载对单肢薄壁高墩的影响
关键词：	单肢薄壁高墩;混凝土结构;温度荷载;温度场分析;温度应力;有限元建模
摘要：	桥梁作为交通运输的主要组成部分，对我国的国民经济的发展和社会主义建设起着至关重要的作用。混凝土结构随着时间的变化和所处的环境往往发生着变化，经受各种自然环境变化的影响。由于混凝土结构的导热性能差，其周围环境气温及日辐射等的作用，使混凝土结构的各部分处于不同的温度状态。由此产生的温度变形，在结构受到内、外约束阻碍时，将会产生相当大的温度应力。有时该应力比荷载产生的应力还大。因此桥梁温度应力在桥梁建设中备受关注。　　本文以国道209线内蒙古自治区和林格尔——清水河贾家湾大桥为工程背景，主要分析了温度应力对桥梁单肢薄壁高墩的影响。具体研究工作和主要成果如下: 　　1.介绍了国内外高墩的发展和应用现状，混凝土桥梁结构中温度的分布特点。通过混凝土热传导理论中的导热微分方程推导出其他坐标系中的导热微分方程;对翘曲理论以及基本假定进行了介绍;通过高墩弹性解析理论分析，推导出单肢高墩的计算方法——静力平衡法、能量法和动力法。　　2.采用有限元软件MIDAS/CIVIL建立有限元建模，对12＃空心薄壁高墩进行温度场分析。分析混凝土薄壁结构水化热，对不同环境下的温度进行采集，并与计算值进行对比分析，二者所得基本吻合，但局部也存在差异;对温度梯度进行分析，计算温度梯度对墩身偏位的影响，当桥墩纵桥向的两侧温度差为20℃时，墩顶横、纵向位移为47mm、20mm。　　3.计算不同入模温度5℃、10℃、20℃、30℃、40℃下的墩身温度变化，5℃下墩身表面最高温度为6.3℃，40℃下墩身表面最高温度为27℃，墩身内侧最高温度为47℃;在特定的环境温度和特定的入模温度下，分析壁厚为50cm，60cm，70cm，80cm，90cm混凝土空心结构在140h内的温度变化，当壁厚为50cm时，最高温度为38.9℃，当壁厚为90cm时，最高温度为48.5℃。　　4.分析不同环境温度分别为10℃、20℃和30℃，入模温度为30℃时的最高温度比20℃时的最高温度大8.00℃，入模温度为20℃时的最高温度比10℃时的最高温度大8.69℃。入模温度越高，温度下降也越快。
作者：	孙亭亭
专业：	工程力学
导师：	向木生
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文