原文传递
预应力混凝土连续刚构桥日照温度场及其效应分析
| 论文题名： | 预应力混凝土连续刚构桥日照温度场及其效应分析 |
| 关键词： | 混凝土连续箱梁;温度场观测;温度梯度;效应分析;热物理参数 |
| 摘要： | 在当前日益增多的大跨、薄壁、高耸等混凝土结构中，温度效应常常会使结构产生较大的应力，温度应力会引起结构开裂，进而影响结构的正常使用，甚至会导致结构破坏。现实中许多桥梁事故都被证实与温度效应考虑不周有关，目前各国的设计规范关于混凝土箱梁的温差荷载规定不一致，因此对于桥梁结构温度场的研究是非常必要的。本文以东莞市槎滘大桥为工程背景，在实桥温度场的基础上，选择其中具有代表性的天气、季节等条件下混凝土箱梁的温度场观测数据进行分析，并借助有限元软件ANSYS和Midas/civil对箱梁温度场及温度作用效应进行了分析。主要研究内容和成果如下： 1.利用气象台获得的一些气象资料以及当地的经纬度、箱梁本身几何参数等计算箱梁热力学参数。 2.通过大量实测数据详细分析了在太阳辐射、降温的自然环境下混凝土箱梁各个板件的温度场及效应随时间变化的规律。研究表明，在日气候条件变化下，混凝土箱梁的温度呈正弦曲线变化，温度场变化较气温变化滞后。日照温差对箱梁竖向位移有较大影响，升温时，箱梁的下挠增大，降温时，箱梁的下挠减小。 3.使用有限元软件ANSYS建立了箱梁二维分析模型，将计算结果与现场实测的数据进行了比较，并用指数函数对箱梁竖向温差曲线进行拟合，得出了广东地区的温差曲线。 4.利用ANSYS及Midas/civil建立箱梁平面及三维模型求得在悬臂施工阶段、成桥阶段及运营阶段时桥梁的温度效应。研究表明，在最不利正温差作用下，顶板上表面受压，下表面受拉，底板上表面受拉，下表面受压，腹板内外侧均受拉；温度梯度引起桥梁位移量占桥位移的1/4，在桥梁设计中对温度作用的考虑不可忽视；桥面铺装5～15cm能有效的降低桥梁的主应力以及位移，由于沥青混凝土吸热性好，热传导性小，更宜于做铺装层;本文推荐的温度梯度模式产生的效应与英国规范和中国新规范的计算结果趋势基本一致，说明推荐温度模式适用于广东地区。 5.太阳辐射强度、日最高温差和梗腋的形状是影响箱梁温度梯度的重要因素，由于混凝土的热传导性较差，板件温度具有明显的时间滞后性，一般滞后2小时。对混凝土热物理性质参数进行敏感性分析时发现，混凝土的吸收率α对温度影响最大，风速v次之，辐射率ε影响最小。 6.用分段函数的形式对箱梁顶、底板温度在一天内的变化模式进行拟合，推导出了可以预测箱梁顶、底板一天内温度变化的函数。 7.对槎滔大桥的裂缝进行了观测与分析，并提出了相应的控制措施，为此地区的桥梁施工监控提供了参考。 |
| 作者： | 陆文林 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 袁建伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
