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温度效应对钢管拱安装线形影响与控制方法研究
| 论文题名： | 温度效应对钢管拱安装线形影响与控制方法研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;安装阶段;温度效应;线形控制 |
| 摘要： | 钢管混凝土拱桥在建设和运营过程阶段，一直处于复杂多变的自然环境中。理论分析和实测结果均表明，温度变化对钢管拱的线形影响显著，从而增加了钢管拱安装阶段线形控制难度和精度。本文以乌梅河特大桥为依托，基于温度场的基本理论，探究空钢管温度场在日照作用下的分布规律，在此基础上开展日照作用对钢管拱安装线形的影响与控制方法研究。主要工作内容如下： ①分析日照作用下空钢管构件的温度场分布规律，开展一根水平放置的南-北走向空钢管构件日照温度场现场试验；根据传热学和热物理学理论，确定日照作用下空钢管理论温度场计算时的初始条件和边界条件，基于ANSYS程序的APDL语言编制用于计算空钢管日照温度场程序。通过实测数据与理论数据的对比分析，以验证计算程序的正确性，在此基础上开展钢管直径、壁厚和倾角等参数的敏感性分析。 ②针对钢管拱通常采用斜拉扣挂施工的特点，根据几何关系，推导系统温差对钢管拱肋安装高程影响值的计算公式，分析系统温差对钢管拱安装线形的影响；基于平截面假定和空钢管截面温度自应力的自平衡性质，建立日照作用下钢管拱等效线性温度场计算公式，在此基础上提出钢管拱截面温差计算公式，运用MIDAS/CIVIL有限元软件，分析线性温度梯度对钢管拱肋安装高程和轴线偏位的影响。 ③整理并分析试验地区近5年的气象资料，拟合典型四季的大气温度随时间变化的计算公式，提出不同季节日照作用下钢管拱等效温度场的计算方法，在此基础上，采用拟合的方法建立日照作用下钢管拱等效线性温度场与时刻之间的关系，并应用于一座大跨度钢管混凝土拱桥的施工监控中。基于系统温差和日照温差对钢管拱安装高程和轴线偏位的影响规律，推导拱肋安装标高和轴线偏位的温度修正公式，提出考虑温度效应对钢管拱安装线形影响的控制方法。 |
| 作者： | 陈迎港 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 孙测世;周水兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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