曲線連續(xù)箱梁橋的日照溫度效應(yīng)分析.pdf

1、近年來我國對交通事業(yè)的投入越來越大,交通事業(yè)得以快速發(fā)展,加之城市化進(jìn)程的加速,曲線梁橋以其適應(yīng)地形地貌能力強(qiáng)、造型優(yōu)美等諸多優(yōu)點(diǎn)在高速公路立體交叉和城市立交中得到了廣泛的應(yīng)用。但是相對于直線梁橋,曲線梁橋具有更加復(fù)雜的力學(xué)特性。由于混凝土的導(dǎo)熱性能比較差,在太陽輻射作用下,其結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會形成非線性的溫度梯度,這會使曲線梁橋產(chǎn)生比較大的變形及應(yīng)力,甚至?xí)鸹炷两Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫,影響橋梁使用。目前,曲線梁橋的溫度效應(yīng)研究已經(jīng)成為橋梁理論及

2、應(yīng)用研究中的一個(gè)重要內(nèi)容。
　　本文詳細(xì)論述了混凝土結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)理論及其影響因素,以平天高速公路后川河2號橋(20m+20m+20m)為工程背景,運(yùn)用通用有限元軟件MIDAS,對三跨曲線連續(xù)箱梁橋的溫度效應(yīng)進(jìn)行了研究。本文主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)相對于直線橋而言,曲線連續(xù)梁橋的變形和受力更為復(fù)雜。在日照溫度荷載作用下,曲線梁橋的豎向位移會更大,且會產(chǎn)生一定的徑向位移;曲梁的豎向位移和徑向位移都會隨曲率半徑的增大而

3、減小;不同邊跨和中跨比的曲梁,隨邊跨跨度的減小,邊跨豎向位移會不斷減小而中跨豎向位移會不斷增大。
　　(2)與直線橋相比,曲線連續(xù)梁橋會產(chǎn)生彎扭耦合作用,在梯度溫度作用下,曲梁的扭矩會隨曲率半徑的增大而減小;不同的邊跨和中跨比對曲梁的扭矩有較大影響,在邊跨部分,雖然扭矩隨邊跨的減小而減小,但中墩位置的突變扭矩就會越大;全抗扭支承方式有利于曲梁整體扭矩的分散和卸載,中間點(diǎn)鉸支承形式的曲梁扭矩會累積傳遞到曲梁兩端,在曲梁半徑較大時(shí),會

4、使內(nèi)側(cè)支座脫空,因此,在曲梁設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)予以充分考慮。
　　(3)從實(shí)體單元所建模型的研究分析中可以得出:在梯度溫度荷載所產(chǎn)生的各應(yīng)力分量中,縱向應(yīng)力和橫向應(yīng)力對橋梁的影響較大,尤其是橋梁頂板或頂板與腹板相交的部位產(chǎn)生的拉應(yīng)力會較大,甚至?xí)^混凝土的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度值,在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)這些位置的配筋,并進(jìn)行抗裂驗(yàn)算,確保橋梁具有足夠的耐久性與安全性。
　　(4)在梯度溫度荷載和自重作用下,曲梁的支座反力呈現(xiàn)如下特點(diǎn):曲梁的外側(cè)