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曲线连续箱梁桥的日照温度效应分析
| 论文题名： | 曲线连续箱梁桥的日照温度效应分析 |
| 关键词： | 曲线连续箱梁桥;温度效应;荷载作用;有限元分析 |
| 摘要： | 近年来我国对交通事业的投入越来越大,交通事业得以快速发展,加之城市化进程的加速,曲线梁桥以其适应地形地貌能力强、造型优美等诸多优点在高速公路立体交叉和城市立交中得到了广泛的应用。但是相对于直线梁桥,曲线梁桥具有更加复杂的力学特性。由于混凝土的导热性能比较差,在太阳辐射作用下,其结构内部就会形成非线性的温度梯度,这会使曲线梁桥产生比较大的变形及应力,甚至会引起混凝土结构产生裂缝,影响桥梁使用。目前,曲线梁桥的温度效应研究已经成为桥梁理论及应用研究中的一个重要内容。 本文详细论述了混凝土结构温度效应理论及其影响因素,以平天高速公路后川河2号桥(20m+20m+20m)为工程背景,运用通用有限元软件MIDAS,对三跨曲线连续箱梁桥的温度效应进行了研究。本文主要研究内容和成果如下: (1)相对于直线桥而言,曲线连续梁桥的变形和受力更为复杂。在日照温度荷载作用下,曲线梁桥的竖向位移会更大,且会产生一定的径向位移;曲梁的竖向位移和径向位移都会随曲率半径的增大而减小;不同边跨和中跨比的曲梁,随边跨跨度的减小,边跨竖向位移会不断减小而中跨竖向位移会不断增大。 (2)与直线桥相比,曲线连续梁桥会产生弯扭耦合作用,在梯度温度作用下,曲梁的扭矩会随曲率半径的增大而减小;不同的边跨和中跨比对曲梁的扭矩有较大影响,在边跨部分,虽然扭矩随边跨的减小而减小,但中墩位置的突变扭矩就会越大;全抗扭支承方式有利于曲梁整体扭矩的分散和卸载,中间点铰支承形式的曲梁扭矩会累积传递到曲梁两端,在曲梁半径较大时,会使内侧支座脱空,因此,在曲梁设计时,应予以充分考虑。 (3)从实体单元所建模型的研究分析中可以得出:在梯度温度荷载所产生的各应力分量中,纵向应力和横向应力对桥梁的影响较大,尤其是桥梁顶板或顶板与腹板相交的部位产生的拉应力会较大,甚至会超过混凝土的抗拉设计强度值,在桥梁设计时应加强这些位置的配筋,并进行抗裂验算,确保桥梁具有足够的耐久性与安全性。 (4)在梯度温度荷载和自重作用下,曲梁的支座反力呈现如下特点:曲梁的外侧支座反力大于内侧支座;边墩的支座反力小于中墩支座;随这曲率半径的增大,曲梁外侧支座反力逐渐减小,内侧支座反力先增大后减小至内外侧支座反力基本相等。 |
| 作者： | 姜有鑫 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 张元海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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