中承式鋼管混凝土拱橋溫度場(chǎng)及溫度效應(yīng)分析.pdf

1、本文主要探討了置于自然環(huán)境中的鋼管混凝土拱橋由于受到環(huán)境因素影響(特別是太陽(yáng)輻射的影響)，其拱肋截面內(nèi)的溫度非均勻分布以及沿拱肋縱向的溫度非均勻分布。在此基礎(chǔ)上計(jì)算了特定位置(拱腳處、靠近橋面約L/4處和拱頂處)截面內(nèi)由于非均勻溫度分布引起的截面自應(yīng)力，以及由于均勻溫升溫降荷載所引起的拱肋內(nèi)的效應(yīng)。 首先基于傳熱學(xué)基本原理給出溫度計(jì)算的理論公式。采用已有的溫度場(chǎng)計(jì)算方法考慮自然環(huán)境(特別是太陽(yáng)輻射影響)對(duì)拱肋截面表面的熱流量進(jìn)行

2、分析計(jì)算，給出鋼管混凝土截面溫度場(chǎng)計(jì)算的解析方法，然后結(jié)合有限元方法，求解結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)的數(shù)值解，并在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，驗(yàn)證以計(jì)算方法的可行性。實(shí)驗(yàn)中對(duì)鋼管混凝土構(gòu)件內(nèi)部溫度分布進(jìn)行測(cè)量，借助通用有限元程序?qū)?shí)驗(yàn)構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值是吻合的，驗(yàn)證了計(jì)算方法的正確性，并將此方法應(yīng)用到實(shí)橋的計(jì)算中。選取了長(zhǎng)安大學(xué)人行天橋中承式鋼管混凝土提籃拱，在具有代表性的天氣條件下，對(duì)拱肋特定截面表面溫度進(jìn)行實(shí)測(cè)，結(jié)合實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)拱肋截面溫度場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，

3、得出拱肋特定截面的非均勻溫度分布。在此基礎(chǔ)上，計(jì)算拱肋截面由非均勻溫度分布引起的溫度自應(yīng)力以及拱肋在均勻溫降溫升荷載下拱肋內(nèi)的效應(yīng)。計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了溫降荷載為不利荷載，在不利荷載下由溫度引起的效應(yīng)與自重引起的效應(yīng)相當(dāng)。通過(guò)實(shí)測(cè)結(jié)果可知，中承式鋼管混凝土拱橋其溫度分布沿橋縱向也是非均勻分布的，靠近橋面的拱肋截面的溫度要比拱頂截面溫度高出5度左右，比拱腳截面高出10度左右。 論文所得出的結(jié)論對(duì)于鋼管混凝土拱橋溫度場(chǎng)以及溫度效應(yīng)的計(jì)算有