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湘中地区东西走向混凝土箱梁桥温度效应实测分析
| 论文题名： | 湘中地区东西走向混凝土箱梁桥温度效应实测分析 |
| 关键词： | 热像仪;混凝土箱梁桥;温度应变;桥涵设计 |
| 摘要： | 确定桥梁结构的温度梯度，即确定温差值和温差分布线形。我国现行的公路桥涵设计规范中，组成温度梯度的该两个因素都参照美国规范，且全国范围内采用单一的温差基数。本文在混凝土箱梁桥温度分布及温度效应长期观测的基础上，旨在研究湘中地区东西走向桥梁的温度效应特点，以获得温度梯度曲线，为完善公路桥涵设计规范提供参考。 本文以长沙望城县内某东西走向的预应力混凝土箱梁桥为工程背景，采用红外热像仪观测了该箱梁桥近一年内的表面温度变化情况。观测数据表明沿桥梁纵向的温度分布是一致的，混凝土桥梁的外表面温度与环境温度有一样的变化规律。该桥接近东西走向，14点时横向温差普遍在2℃以内。晴朗天气14点时底板的温差基本在1.5℃以内，因此忽略底板处的反向温差值，取竖向温差为顶板外表面温度与底板内外表面温度的平均值之差，观测到的最大温差值为20.1℃，取整为20℃。并根据实测应变和温差数据，分析了跨中截面内表面的温度应变值的变化规律，及其与温度变化的关系。 以ANSYS软件为工作平台建立平面模型，根据实测资料确定边界条件和初始条件，计算了桥梁的温度分布，与实测数据对比结果表明最大误差小于3℃。用指数曲线T=△Tmaxe-ay对沿截面竖向的温差分布进行拟合，其中△Tmax为顶板外表面温度与底板内外表面平均温度的差值，确定指数a取7。 建立全桥三维模型，以T=△Tmaxe-7y为温度荷载，计算得到的应变值与实测应变值相差非常小，表明采用该温度荷载曲线满足实际情况。由本文实测数据得到的温度梯度曲线为T=20e-7y，与另三种温度梯度曲线进行对比计算，分析温度应力的分布情况，本文得到曲线所引起的温度应力值介于各应力曲线之间，参照公路规JTG D60-2004的折线式温度梯度曲线所引起的拉应力值最小。由竖向温度梯度曲线引起的横向拉应力大于纵向拉应力值，而公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD62-2004中只给出纵向温度应力的计算公式，这显然是不充分的。 |
| 作者： | 戴婷 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 钟新谷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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