温度场及温度应力对曲线箱梁桥受力性能的影响研究

论文摘要

曲线箱梁桥是现代交通工程中的一种重要桥型。在公路及城市道路的立体交叉工程中,曲线梁桥是实现各方向交通联结的必要手段;在山区公路的选线设计中,若能在必要的地段采用曲线梁桥,则可以大大减少展线长度,获得可观的经济效益。然而,一些钢筋混凝土曲线箱梁桥在运营过程中出现了梁体向径向外移,甚至出现了较明显的旋转倾覆趋势。研究表明温度变化是引起这种现象的主要原因。本论文首先以秦沈线辽河特大桥32m的混凝土箱梁和浙江省衢州市落马桥的温度实测数据为依据,运用有限元分析软件ANSYS分析这两座箱梁桥的温度场,验证了ANSYS温度场分析结果的正确性;进而用ANSYS软件计算了不同几何参数的曲线箱梁桥温度场,得出不同箱梁几何参数对曲线箱梁桥的温度场的影响规律。在温度场计算的基础上,本文运用ANSYS计算了曲线箱梁桥的温度应力,分析了不同因素对温度效应的影响,并从设计和构造方面提出了措施和建议。希望本论文的研究能对曲线箱梁桥的温度梯度规定、温度场研究、温度效应影响因素和防止梁体产生过大径向位移有一定的现实参考。同时对于保证曲线箱梁结构的技术先进、安全可靠、耐久适用等具有一定的理论意义和实用价值。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 曲线桥温度应力及变形问题研究现状
• 1.2.4 主要存在的问题
• 1.3 本文的主要研究内容
• 2 混凝土温度场及其效应的基本理论
• 2.1 概述
• 2.1.1 温度场的主要影响因素
• 2.1.2 温度作用类型
• 2.2 温度场计算理论
• 2.2.1 热传导微分方程的方法
• 2.2.2 有限单元法
• 2.2.3 半经验半理论公式法
• 2.3 现行设计标准中关于温度梯度的规定
• 2.3.1 我国的铁路桥涵设计规范关于温度梯度的规定
• 2.3.2 我国的公路桥涵设计规范关于温度梯度的规定
• 2.4 混凝土箱梁温度效应
• 3 混凝土箱梁有限元分析相关参数
• 3.1 太阳辐射强度计算
• 3.1.1 太阳直接辐射强度
• 3.1.2 太阳散射辐射强度
• 3.1.3 反射辐射强度
• 3.1.4 辐射强度计算实例
• 3.2 其他计算参数的确定
• 3.2.1 周围空气温度的考虑
• 3.2.2 边界面上的热交换系数
• 4 混凝土箱梁温度场数值模拟
• 4.1 直线箱梁桥温度场的计算
• 4.1.1 工程及温度场监测概况
• 4.1.2 有限元分析计算参数
• 4.1.3 边界条件的实现
• 4.1.4 温度场数值计算结果
• 4.1.5 计算值与实测值的比较
• 4.1.6 温度梯度分析
• 4.2 曲线箱梁桥温度场的计算
• 4.2.1 工程及温度场监测概况
• 4.2.2 有限元分析计算参数
• 4.2.3 温度场计算结果
• 4.2.4 计算值与实测值的比较
• 4.2.5 温度梯度分析
• 4.3 不同几何参数对曲线箱梁桥温度场的影响
• 4.3.1 悬臂长度与腹板高度之比对曲线箱梁桥温度场的影响
• 4.3.2 顶板厚度与腹板厚度之比对曲线箱梁桥温度场的影响
• 5 混凝土曲线箱梁桥的温度效应分析
• 5.1 实桥温度效应的计算
• 5.1.1 温度应力分析
• 5.1.2 径向位移分析
• 5.2 温度效应影响因素分析
• 5.2.1 悬臂长度与腹板高度之比的影响
• 5.2.2 顶板厚度与腹板厚度之比的影响
• 5.2.3 不同支承方式的影响
• 5.2.4 不同曲率半径的影响
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 存在的问题
• 6.3 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集