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高温浇筑环境下钢桥面板温度效应及稳定性分析
| 论文题名： | 高温浇筑环境下钢桥面板温度效应及稳定性分析 |
| 关键词： | 沥青混凝土;加劲板;温度效应;有限元分析;钢桥面板 |
| 摘要： | 浇筑式沥青混凝土在我国大跨径钢桥面铺装中的使用日益广泛，而浇筑式沥青混凝土的浇筑温度达到200℃左右。如此的高温必然会在钢箱梁，特别是钢桥面板结构内引起较大的不均匀温度分布及效应，而这种温度效应在桥梁结构中的影响在我国现行规范中并无体现，也少有研究报道。 本文针对浇筑式沥青混凝土摊铺时的钢桥面板温度场及其效应进行了研究。首先，对浇筑式沥青混凝土摊铺引起的正交异性钢桥面板温度场的计算方法进行了研究，确定了采用界面热阻的非线性温度计算方法对该温度分布进行研究。实测及仿真结果表明:本文提出的采用最优界面热阻参数R=0.002218的温度传递计算方法，能够更符合实际地模拟浇筑沥青混凝土施工中引起的正交异性钢桥面板中温度场，避免了传统方法中的不足。 其次，本文通过建立钢箱梁温度传递有限元模型分析了高温浇筑作用下的正交异性钢桥面板中不同位置的温度分布及温度荷载值。对计算所得的温度荷载进行了多次拟合分析，得到一个适合设计的最不利温度荷载公式，并通过对公式参数的再次拟合分析，得到了考虑施工过程的温度荷载公式，该公式能够表现出温度荷载随着浇筑cooker车前行过程中，正交异性板中的温度荷载连续的变化。对不同环境及工况下的温度荷载进行了进一步分析，采用修正系数的方式，得到了一个适用于不同季节、不同混合料下料温度、不同混合料厚度且考虑施工过程的温度荷载表达式。 最后，本文建立了扁平流线体钢箱梁力学模型，得到在最不利的浇筑温度荷载作用下，钢箱梁各部分结构中的应力响应。最大Von Mises应力出现于钢桥面板的受拉区，对扁平流线体钢箱梁加载考虑施工过程的温度荷载，得到了摊铺机熨平板处钢桥面板的竖向位移，钢桥面板会出现局部隆起，从而引起浇筑沥青混凝土厚度不均匀的现象，建议在进行浇筑式沥青混凝土实验桥摊铺时，应在同等类型桥梁中进行。在对正交异性板加劲板稳定性分析时，本文利用子模型及弹性屈曲模态法，对加劲板稳定性进行了比较研究，相对于没有浇筑温度荷载的工况，加劲板用来的承受车辆及自重荷载的结构屈曲承载力降幅为40％左右，故在设计中应充分考虑该工况的结构稳定性问题。 |
| 作者： | 刘龑 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 钱振东;李洪涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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