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日照作用下空心桥墩温度场分布研究
| 论文题名： | 日照作用下空心桥墩温度场分布研究 |
| 关键词： | 空心桥墩;混凝土结构;温度场;日照;模型试验;有限元分析 |
| 摘要： | 随着桥梁建造技术不断发展，大量的空心桥墩应用于公路和铁路桥梁。对于这类长时间暴露在自然环境中的厚壁空心桥墩来说，不可避免要受到周围环境气温以及日照、寒潮等因素的影响。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，将使表面温度迅速上升(降低)，但结构的内部温度仍处于原来状态，因而在混凝土结构中形成较大的温度梯度，混凝土结构的各部分处于不同的温度状态。由此使桥墩产生温度变形。当桥梁结构受到内、外约束阻碍时，将会产生相当大的温度应力。在桥梁结构中，有时该应力比荷载产生的应力还大，直接影响到桥梁结构的安全，然而现有的公路和铁路桥梁设计规范中，并没有对空心桥墩的温度荷载作出明确的规定。为了确保桥梁结构的安全，有必要对空心高墩温度应力问题进行系统研究。因此对公路与铁路空心桥墩温度场和由此产生的温度应力进行系统研究是非常有工程实用价值的。 本文以襄渝二线牛角坪特大桥3号桥墩以及新杨家湾特大桥7号桥墩为工程背景，在理论分析和模型试验的基础上，重点研究了铁路特大空心桥墩在日照作用下温度场分布情况，为这类厚壁空心高墩的温度应力计算提供可靠的依据。 本文对铁路空心桥墩温度场的研究方法，主要是采用试验室模型试验、理论计算分析和现场实测相结合的方法。首先在试验室进行模型试验，再将试验结果与计算结果进行对比分析，通过上述研究，得出了以下一些初步结论： 1、根据热传导有限单元法原理，运用有限元软件ANSYS建立了三维分析模型，通过对计算结果与试验结果进行对比分析表明，对于常规的空心高墩来说，计算结果与试验结果非常吻合，因此，对于一般空心高墩的温度场分布规律，可以采用数值分析的方法来研究。但对于牛角坪特大桥3号桥墩这类壁厚超过100厘米的厚壁高墩，计算结果与试验结果会有差异，必须通过试验来确定其温度场的分布情况，以得到这类厚壁高墩的温度场的分布特点以及温度场的变化发展规律。 2、对不同壁厚的桥墩模型进行分析得出不同壁厚的桥墩的温度场分布特点：沿壁板厚度方向温度分布不均匀，一般沿壁厚方向的温差分布为一指数曲线对于壁厚小于100厘米的一般空心高墩，由日照作用引起的桥墩壁内温差按指数曲线分布，其经验方程可表示为： Tx=T0·e-β.x3、仅日照作用对空心桥墩内外壁温差影响作用有限，因此一般不对桥墩设计起控制作用。 |
| 作者： | 李隆方 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张亮亮;岳卫东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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