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大跨度预应力混凝土箱梁桥温度场与水化热效应的研究
| 论文题名： | 大跨度预应力混凝土箱梁桥温度场与水化热效应的研究 |
| 关键词： | 混凝土箱梁;仿真分析;温度场;现场试验;水化热效应 |
| 摘要： | 预应力混凝土箱梁在施工过程中易产生裂缝，其中早期的温度收缩裂缝较为常见，已引起工程界的广泛关注；大跨度预应力混凝土箱梁桥的温度效应研究还不够完善，各国设计规范中关于混凝土箱梁桥的温度梯度模式也不尽相同，我国幅员辽阔，地区气候差异性较大，但仍采用同一种温度梯度模式；本文以株洲红港大桥和长湘高速（复线）湘江特大桥沩水主桥为工程背景，通过现场实测箱梁内部温度分布与采用有限元程序ANSYS和Midas/Civil建立有限元模型相结合的方法，对预应力混凝土箱梁桥温度场、温度效应和水化热效应进行分析，探究大跨度预应力混凝土箱梁桥早期裂缝形成的原因。 本论文的主要研究内容和成果如下： (1)采用有限元程序Midas/Civil建立沩水主桥全桥的有限元模型，对比分析各国桥梁设计规范中混凝土箱梁的温度梯度模式，得出中国铁路桥规和新西兰桥规引起的温差应力较大，我国公路桥规04规范相比85规范在温度分布的规定方面有了显著的完善，且各国设计规范中由日照温差引起的温差应力中跨跨中截面应力大，墩顶截面应力小。 (2)就桥址地区的春夏两季进行了温度场观测，得出夏季顶板温度峰值出现在15时左右，底板不及于顶板的影响，春季因昼夜温差较大，主要负温差控制的结论；根据热传导理论，综合分析国内外相关文献和现场实测数据，探讨了影响混凝土结构温度场分布的的温度参数（对流系数、热辐射系数、导热系数、比热、导温系数等）和力学参数（线膨胀系数、弹性模量、泊松比等）的规律，为仿真分析提供技术指导。 (3)利用有限元程序ANSYS建立箱梁的二维实体模型，进行温度场的瞬态分析，并将计算结果与现场实测数据进行对比分析，得出混凝土箱梁的竖向非线性温度梯度拟合曲线，得出适合于桥址地区的混凝土箱梁的温度梯度模式。 (4)采用有限元程序Midas/Civil建立沩水主桥0/1＃梁段的1/4模型，通过现场实测和有限元分析相结合的方法，对沩水主桥进行了水化热分析，提出了预防底板、腹板早期裂缝的施工控制措施，为今后的施工提供参考。 |
| 作者： | 仇明 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 杨美良;李传习 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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