鋼管混凝土組合高墩連續(xù)剛構(gòu)橋溫度場測試與溫度效應(yīng)研究.pdf

1、溫度效應(yīng)往往會使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的應(yīng)力，溫度應(yīng)力會引起結(jié)構(gòu)開裂，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的正常使用，甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，因而對鋼管混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的溫度場做廣泛而深入的研究顯得尤為迫切。本文以雅瀘高速公路的臘八斤特大橋為工程背景，在實橋溫度場的基礎(chǔ)上，選擇其中具有代表性的天氣條件下鋼管混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的溫度場觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并借助有限元軟件ANSYS和Midas/civil對結(jié)構(gòu)溫度場及溫度效應(yīng)進(jìn)行分析。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
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2、．簡介箱形結(jié)構(gòu)的溫度場與溫度荷載的相關(guān)理論，并對箱形結(jié)構(gòu)溫度場的數(shù)值方程、邊界條件及相關(guān)熱力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了計算。
　　 2．在對臘八斤特大橋現(xiàn)場溫度測試的基礎(chǔ)上，分析了在日照、降溫等自然環(huán)境下混凝土箱梁截面的溫度場隨時間變化的規(guī)律，得出箱梁截面的溫度場分布。用指數(shù)函數(shù)的形式對混凝土箱梁豎向溫差曲線進(jìn)行擬合，得出了我國西部地區(qū)無鋪裝層混凝土箱梁豎向正溫差曲線。
　　 3．利用有限元軟件ANSYS建立混凝土箱梁截面的溫度場數(shù)值

3、模型，按照橋區(qū)位置的邊界條件，計算箱梁截面溫度場分布，并與現(xiàn)場測試結(jié)果進(jìn)行對比分析，得到適用于四川雅安地區(qū)的高墩大跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁溫度場分布的數(shù)值計算方法。
　　 4．以現(xiàn)場溫度測試為依據(jù)，著重分析了寒流作用下鋼管混凝土組合截面溫度場的測試數(shù)據(jù)隨時間的變化規(guī)律，其變化周期與氣溫變化周期基本一致，得出組合結(jié)構(gòu)截面的溫度場分布形式，并通過origin數(shù)值擬合獲得組合截面的溫度梯度函數(shù)，鋼管混凝土柱截面徑向的溫度梯度近似于三次多項式

4、的分布形式。
　　 5．利用Midas civil/2010有限元軟件建立全橋各個施工階段的仿真模型，對橋梁在施工階段和成橋階段的溫度效應(yīng)分別進(jìn)行計算分析；將實測溫度梯度模式與各國規(guī)范溫度梯度模式對結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行對比研究，并將得出各梯度模式作用下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、內(nèi)力、位移并進(jìn)行比較分析；當(dāng)體系升溫時，頂板上緣受壓，底板下緣受拉，應(yīng)力變化沿橋梁縱向呈正弦諧波曲線的特征；從四種不同溫度模式計算的結(jié)果來看，本文實測的溫度梯度模式產(chǎn)生的效應(yīng)