何俊荣[1]2013年在《混凝土多室箱梁的温度作用及其效应研究》文中研究表明目前，国内外对混凝土箱梁的温度作用已有大量研究，但其研究对象基本为单箱单室箱梁，而对单箱多室箱梁温度场及温度效应的研究甚少。多室箱梁较单室箱梁其宽度更宽、刚度更大、截面变形自约束能力更强，两者在相同环境条件下温度梯度分布及温度效应是否相似，在设计中采用单室箱梁的温度梯度模式来考虑单箱多室箱梁的温度效应是否适用，尚须进一步研究验证。本文以“湖南怀通高速沿线典型混凝土桥梁开裂控制关键技术研究”科研项目为依托，以怀通高速江市特大桥单箱单室和单箱双室箱梁为研究对象，对其在典型气候条件下的温度场及温度效应进行研究，主要内容如下：（1）对单箱单室和单箱双室箱梁在典型气候（日照和骤然温降）条件下的温度场及温度效应进行了多次现场实测，通过实测数据拟合多室箱梁在典型气候条件下的温差梯度分布函数，并总结其温度分布规律。实测结果表明：单箱单室和单箱双室箱梁的温度分布具有一定的相似性；在日照作用下，对于南北走向的桥梁，其东西两侧腹板在部分时刻受到太阳照射会产生较大的横向温差，使得日照温度梯度具有明显的二维性；日照正温差作用下箱梁截面的横向拉应力要明显高于纵向拉应力，应予以高度重视；温降负温差作用下梁体内拉应力水平较高，不容忽视。（2）运用有限元软件ANSYS对多室箱梁温度场及温度效应进行有限元仿真分析，并用实测数据对计算结果进行对比验证，两者吻合良好，证明了温度场及温度效应模拟计算的合理性和可靠性。计算分析结果表明：日照温差作用下，对于存在横向温差的箱梁桥，若在设计中采用一维温度梯度模式，可能造成对温度效应的估计不足而使桥梁结构偏于不安全；日照正温差作用下的横向拉应力及温降负温差作用下的拉应力须予以足够的重视。（3）基于实测数据与计算结果，全面总结多室箱梁在典型气候条件下温度场的分布规律及梁体的结构反应，提出适合湖南地区的多室混凝土箱梁在典型气候条件作用下的正负温差梯度计算模式，进一步完善桥梁结构设计理论。
朱宇锋[2]2008年在《大跨径预应力混凝土连续刚构桥温度效应与收缩徐变效应分析》文中研究指明近年来,随着国家经济的发展,我国建立了相当多的大跨径预应力混凝土连续刚构桥。随着该类型桥的建立,大跨径预应力混凝土连续刚构桥温度效应与收缩徐变效应引起了工程界的高度重视。虽然在混凝土连续刚构桥温度效应与收缩徐变效应方面的研究有了长足的进步,但是目前仍较少有能够结合实桥,将混凝土的温度效应和收缩徐变效应对大跨径预应力混凝土连续刚构桥结构的影响进行计算分析。本文以新寨河特大桥为工程背景,实测了太阳辐射下箱梁截面和空心墩截面温度场的分布,获得了新寨河特大桥箱梁竖向温差分布拟合曲线及空心墩沿桥梁纵向的温差分布拟合曲线。运用有限元软件MIDAS/Civil,将现场实测的温度梯度和我国公路桥涵通用设计规范和铁路桥涵设计规范中规定的温度梯度进行计算分析。通过对比分析,得出了一些有益结论。随着桥跨的增大和使用年限的增加,连续刚构的跨中不断下挠,这会使桥梁运营期内出现不良线形而引起乘客的不舒适感,甚至危及行车安全。跨中下挠问题也成了连续刚构这种桥型建设和发展过程中厄待解决的问题,本文运用有限元软件桥梁博士,分析计算了收缩徐变对桥梁结构的挠度和应力的影响,得出相关结论。
蔡建钢[3]2005年在《高墩大跨连续刚构桥的温度效应研究》文中进行了进一步梳理高墩大跨连续刚构桥应用日趋广泛,已成为现代交通工程中的一种重要桥型。然而,国内外有关桥梁温度效应方面的规范不统一,按各种不同规范计算的结果出入较大。本论文以陕西合阳徐水沟特大桥为工程背景,根据不同的规范计算上部箱梁的日照温度效应,分析比较各规范计算结果之间的差异,得出上部箱梁在日照温差荷载作用下温度应力与温度变形的分布规律;选取不同的日辐射方向,计算下部空心薄壁高墩的日照温度效应,得出下部高墩在日照温差荷载作用下温度应力与温度变形的分布规律;最后计算全桥的年温度效应影响,并与日照温度效应的影响进行比较。 希望本论文的研究可以为以后高墩大跨连续刚构桥的设计中温度效应问题的解决提供一定的理论依据和技术参考;为相关的规范标准的进一步完善提供一定的合理性意见,以加速高墩大跨连续刚构桥的温度效应理论的发展和完善。
李强[4]2011年在《大跨径预制混凝土箱梁温度场及温度效应研究》文中指出大跨径预制混凝土箱梁桥在自然环境中,受到太阳照射的作用,使得梁体内产生非线性的温度场,并产生很大的温度应力,严重影响结构的安全性和耐久性。本文以象山港大桥引桥为工程实例,对象山港大桥引桥的温度场进行了长时间的观测,期望得到此桥较为准确的温度场和温度效应。首先,本文系统的论述了国内外温度场和温度效应的研究历史和研究现状,并详细介绍了世界上一些主要国家的规范,讨论了混凝土箱梁温度场和温度效应的基本理论和计算方法。根据观测的数据,分析了在太阳辐射的作用下混凝土箱梁各个板件的温度场的分布规律,同时运用数学回归的方法对部分观测数据进行分析,拟合了符合大桥实际的温度梯度函数；依据实测得到的温度场的相关参数数据,采用有限元软件ANSYS进行了混凝土箱梁的温度场和温度效应仿真分析,并将现场实测到的温度效应数据与采用有限元软件分析计算的结果进行了比较,从而进一步验证了本文温度场特征的适用性,及温度效应实测值的正确性。其次,参考传热学的相关知识,结合有限元分析理论,本文建立了桥梁结构实体模型,并考虑第叁类边界条件对结构模型进行非稳态热分析求解,总结了水泥水化热影响下施工过程中混凝土箱梁的温度发展历程以及温度场分布的规律,随后给出了保证混凝土箱梁浇注质量的一些温度控制措施。本文立足实践,运用理论知识和计算软件,在充分考虑工程所处环境条件,得出了符合本桥的温度场和温度效应,为工程施工提供了可靠的依据,有相当可观的实践价值。
彭友松[5]2007年在《混凝土桥梁结构日照温度效应理论及应用研究》文中研究指明混凝土桥梁结构在太阳辐射和气温变化等环境因素的影响下,引起非线性温度分布,从而产生温度应力和温度位移。温度应力的大小可与外荷载产生的应力相当,成为混凝土桥梁特别是混凝土箱梁裂损的重要原因之一。因此,混凝土桥梁的日照温度效应受到广泛重视。但是,由于问题的复杂性,现有的理论和计算方法还不够完善,在混凝土桥梁设计中,往往采用过分简化的计算模型和方法,导致温度荷载取值和温度应力计算出现较大的误差。本文对混凝土桥梁日照温度效应进行了深入的研究,对计算理论和方法进行了完善和改进,对日照温度荷载的取值进行了分析和探讨。根据太阳物理学、普通天文学以及传热学的有关理论,研究了混凝土桥梁结构与外界环境进行热量传递的机理,系统地建立混凝土桥梁结构日照温度场分析的边界条件,建立了能够满足对任意复杂混凝土桥梁结构日照温度响应进行数值分析的计算模型。对混凝土桥梁结构日照温度效应分析的有限元法及实际应用进行了研究,并以ANSYS为软件平台,编制和开发了对不同类型混凝土桥梁结构进行日照温度效应分析的程序模块。利用编制的有限元程序模块,着重对混凝土箱梁的日照温度场和温度应力进行了较为详细的计算分析和参数研究,研究了太阳辐射强度、风速、气温、地理位置、桥梁方位、结构形式和材料参数等因素对日照温度效应的影响。混凝土桥梁日照温度场一般都是采用有限单元法和有限差分法等复杂的数值方法进行分析,往往需要大量的计算工作和时间,不便于实际应用。本文提出了箱形梁、空心墩等薄壁结构日照温度分布计算的解析方法。该方法假定温度分布是沿混凝土壁厚的一维周期性温度场,通过求解热传导方程,得到富利叶级数形式的温度分布解析解,该级数收敛很快,只需取少数几项即可得到足够精确的结果。对混凝土桥梁结构叁维温度应力的计算方法进行了研究。基于热弹性力学理论,推导出了温度应力的一个积分性质,并以此为基础提出了混凝土桥梁结构叁维温度应力的一般计算方法,该方法将叁维问题转化为二维问题进行分析,考虑了由于泊松效应引起的各应力分量间的耦合作用。着重对混凝土箱梁等薄壁结构的叁维温度应力进行了研究,提出了实用计算方法,只需运用结构力学方法即可实现考虑应力分量之间耦合关系的叁维温度应力空间分析,简便实用。通过计算实例,验证了所提出的叁维温度应力计算方法的准确性,同时表明传统的温度应力计算方法存在较大的计算误差。介绍了国内外桥梁规范有关温度荷载取值和温度效应计算的规定,并进行了总结、分析和比较;对我国现行铁路桥梁设计规范(TB 10002.3—2005)和公路桥梁设计规范(JTG D62—2004)的温度应力计算方法进行了探讨,对日照温度梯度荷载的取值和温度应力计算方法提出了看法和建议。根据典型气象台站的历史气象资料进行日照温度场分析和计算,通过概率统计分析,提出了我国不同地区的日照梯度温差建议值,以供混凝土桥梁设计参考。
资源[6]2008年在《预应力混凝土箱梁温度效应研究》文中研究表明目前,关于大跨度预应力混凝土箱形梁桥的温度效应研究还是不够完善。有资料表明,混凝土结构的温度荷载以及其引起的温度应力对箱形梁桥结构的安全性、耐久性是一个极大的潜在威胁。作为混凝土结构设计的一项重要内容,混凝土结构温度场分布及其所引起的温度效应和在此基础上的施工温度控制问题,已经引起国内外桥梁专家和研究工作者的高度重视。本文通过对大跨度预应力混凝土箱形桥梁的温度场现场实测和有限元软件仿真计算与分析,得出适合于建桥所在地区特点的大跨度预应力混凝土箱形梁桥的温度梯度模式,并将之与国内外设计标准中有关温度荷载的规定进行比较,得出结论:本文结果的可靠性,计算方法是可行性,并为规范的修订提供合理的建议。通过ANSYS有限元软件建立了桥梁在悬臂施工阶段的温度场仿真模型,对箱梁桥施工过程中的温度效应进行了计算与分析,并与现场实测数据进行对比,从而验证建立的温度场仿真模型的正确性,得出大跨度预应力混凝土箱梁桥施工过程中的温度效应影响严重,并有可能成为引起箱梁裂缝的主要因素之一,所以应该引起设计工作者的注意。验证了本文推荐的温度梯度模式是合理的,其结果与英国BS5400规范温度梯度模式和我国公路桥涵新规范温度梯度模式基本是一致的。最后对箱梁温度控制提出设计和施工的一些注意事项,施行有效温度控制,防止温度裂缝的出现,为工程设计人员和现场施工提供一定的参考。
刘昌运[7]2015年在《大跨径连续刚构桥的温度效应分析》文中认为随着我国交通建设事业的迅速发展,大跨径预应力混凝土连续刚构桥以其跨越能力大、受力合理、整体性好、造型美观、行车平顺等优点,在我国得到广泛应用。同时也伴随着一些问题,如温度应力或变形过大、墩顶水平位移超限以及出现温度裂缝等。本文以苏通大桥辅航道桥为工程背景,采用Midas/Civil软件建立有限元分析模型,并以此为基础进行了如下工作:(1)系统的介绍影响温度分布的内外因素,温度荷载的形成、分类和特点,并阐述了国内外典型桥梁设计规范中关于温度荷载的规定和中国桥规温度应力的计算公式。(2)分别采用英国、新西兰、中国公路、中国铁路和日本桥梁设计规范的温度梯度模式计算和分析日照温差下箱梁的应力和变形,并研究箱梁的日照升温应力和位移随箱梁高跨比和腹板厚度的变化趋势和规律。结果表明温度梯度曲线的选取对连续刚构桥箱梁的温度应力和位移影响很大,同时连续刚构桥的温度效应计算不能忽视横向温差的影响,在工程设计时应重视日照温差荷载引起的箱梁拉应力并适当考虑梁高和梁宽两个方向的温度荷载效应。(3)根据现行桥梁设计理论的温度梯度模式计算和分析横桥向或纵桥向日照温差下双薄壁墩的应力和变形以及其对箱梁的影响,并研究双薄壁墩的日照升温应力和位移随纵桥向宽度和墩中心距的变化趋势和规律。结果表明日照升温荷载作用下双薄壁墩会产生较大的温差应力和不容忽视的扭转变形,而对箱梁的应力和位移影响很小。(4)通过提出连续刚构桥薄壁墩抗推刚度的计算图式,推导出单、双薄壁墩抗推刚度的计算公式和计算单、双薄壁墩抗推刚度比,证明连续刚构桥单、双薄壁墩抗推刚度是由薄壁墩和主梁的抗弯刚度比(即墩梁刚度比)和全桥边界条件决定的,得到单、双薄壁墩抗推刚度比随薄壁墩纵桥向宽度和墩中心距的变化规律;并通过全桥年温度效应计算和分析,推导出连续刚构桥在年温度荷载作用的结构内力计算公式,以及连续刚构桥年温度内力随墩高和墩中心距变化的简化计算公式,得到了连续刚构桥的年温度内力和变形随墩高和墩中心距的变化趋势和规律。
李帅[8]2013年在《大跨度连续刚构桥日照温度场及温度效应研究》文中指出随着经济社会的高速发展,国内大跨桥梁特别是大跨预应力混凝土连续刚构桥的建设日益辉煌。由于混凝土结构的热传导性能差,在日照辐射、气温等外界因素作用下,结构内部将会产生非线性分布的温度梯度。这种非线性分布的温度梯度将会在混凝土桥梁结构中产生相当大的温度变形,进而引起足以使混凝土结构发生裂缝的温度应力。混凝土结构的温度效应问题,越来越受到工程界的重视。本文以鱼鲜金沙江大桥(99m+180m+99m)为工程背景,对连续刚构桥的温度场和温度效应进行了研究。本文主要研究内容安排如下：(1)首先回顾了连续刚构桥的发展状况,并对国内外温度效应的研究概况进行简要叙述。(2)对温度效应理论和各国规范关于温度场的规定简要介绍,可知不同国家由于所处地理位置和气候环境的不同,温度荷载模式差别很大。(3)在施工阶段实测了箱梁温度场分布,并用指数函数曲线拟合出了该桥的箱梁竖向温度梯度函数Ty=22e-5y。(4)本文分别采用英国桥梁规范(BS-5400)、中国公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)和通过现场实测得出的温度梯度模式,用MIDAS/Civil的梁单元对大跨径连续刚构桥进行模拟计算,分析其对桥梁应力和变形的影响。理论分析结果表明：叁种工况均是在跨中截面的位移和温差应力较大,特别是实测温度梯度模式下,跨中最大竖向位移为-19.19mm,跨中截面下缘拉应力达到了3.05MPa。(5)本文还对主跨根部40号梁单元使用MIDAS/Civil建立其板单元模型,用MIDASFEA建立其实体单元模型,用实测温度梯度模式进行局部日照温差效应分析。研究结果表明,不考虑箱梁梗腋作用的板单元模型出现大的应力集中现象,实体单元模型下截面底板下缘出现最大为1.15MPa的主应力。(6)本文采用年升温20℃的温差荷载,分析全桥在年温差荷载作用下的应力和变形。研究结果表明：年温差荷载作用下,主桥各墩的墩顶和墩底截面由于直接受上部结构和基础的约束,导致年温差应力值较大。整体升温荷载将引起桥上部结构的纵桥向的位移和桥墩竖桥向的位移,而不产生横桥向的位移。年温差应力与日照温差应力相比较小
王松[9]2014年在《等截面PC连续箱梁桥施工温度场及裂缝控制研究》文中研究说明现阶段高速公路及城市立交高速发展，桥梁工程建设工程也随之进入到一个突飞猛进的发展阶段。由于箱梁桥具有抗扭刚度大、在一定的截面面积下能获得较大的抗弯惯矩的优势，在近几十年新建的桥梁结构形式中占了绝大多数。为适应我国交通事业的发展进步，越来越多的大跨径桥梁如雨后春笋般出现，箱梁桥也成为大跨度连续梁桥和一些异形桥梁的主要结构形式。然而通过大量的调查研究表明，由太阳照射产生的温度应力严重影响连续箱型梁桥的使用寿命，温度在短时间内急剧变化是日照辐射温度场的主要特点，这种急剧的温度变化趋势势必会引起结构物表面和内部的温度不均匀分布，将对结构物本身的耐久性和安全性产生重大的影响。本文以河北地区邢衡高速公路坂上互通AK0+315.2立交桥为工程实例，对该桥的温度场进行观测以期得到能较为精确反映该桥温度场的试验结果。首先，本文系统全面地介绍了国内外专家学者对于温度场及温度效应的研究历史和现状，并详细论述了温度场研究过程中用到的理论知识和计算方法，针对PC连续箱梁桥温度应力的求解计算也做了相关的阐述。其次，根据现场的PC连续箱梁桥温度场试验数据，分析并总结了日照温度作用下的PC连续箱梁各部位温度场及PC连续箱梁结构内部水化热温度场的分布规律。在现场试验的基础上，运用Midas FEA结构分析软件对该工程实例进行数值仿真分析，并将现场实测的反映结构温度效应的应力应变值与软件计算值进行比较分析，进一步验证了前一阶段提出的温度场规律及温度实测值的准确性。针对PC连续箱梁桥施工过程中温度效应对工程实际产生的裂缝影响，结合研究分析过程，在总结PC连续箱梁桥温度场分布规律的基础上，提出了一系列PC连续箱梁桥防止温度裂缝形成发展的控制措施，对今后施工过程提供依据，有一定的参考价值。
康为江[10]2000年在《钢筋混凝土箱梁日照温度效应研究》文中研究指明本文对钢筋混凝土箱梁日照作用下温度场的分布、温度应力的计算及温度裂缝的控制进行了系统的分析和论述：实测了试验模型在日照作用下的温度效应；利用有限单元法分析了箱梁日照竖向温度梯度规律；从内外约束方面分析了钢筋混凝土箱梁日照温度应力的形成机理和计算方法；分别以新铁规（TBJ2-85）和公路桥规（JTJ023-85）两本中国现行的桥梁规范为依据计算了试验模型的温度应力，并认为新铁规方法可用于公路箱梁桥的温差应力计算；详尽地计算和分析了各计算参数对竖向温度梯度参数的影响以及由此对温度应力的影响。在此基础上，提出了钢筋混凝土箱梁日照温度裂缝控制的有关建议。可供工程设计人员和规范编制作参考。
参考文献：
[1]. 混凝土多室箱梁的温度作用及其效应研究[D]. 何俊荣. 湖南大学. 2013
[2]. 大跨径预应力混凝土连续刚构桥温度效应与收缩徐变效应分析[D]. 朱宇锋. 湖南大学. 2008
[3]. 高墩大跨连续刚构桥的温度效应研究[D]. 蔡建钢. 长安大学. 2005
[4]. 大跨径预制混凝土箱梁温度场及温度效应研究[D]. 李强. 长安大学. 2011
[5]. 混凝土桥梁结构日照温度效应理论及应用研究[D]. 彭友松. 西南交通大学. 2007
[6]. 预应力混凝土箱梁温度效应研究[D]. 资源. 武汉理工大学. 2008
[7]. 大跨径连续刚构桥的温度效应分析[D]. 刘昌运. 华南理工大学. 2015
[8]. 大跨度连续刚构桥日照温度场及温度效应研究[D]. 李帅. 西南交通大学. 2013
[9]. 等截面PC连续箱梁桥施工温度场及裂缝控制研究[D]. 王松. 长安大学. 2014
[10]. 钢筋混凝土箱梁日照温度效应研究[D]. 康为江. 湖南大学. 2000
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