沥青摊铺高温作用下混凝土箱梁桥温度场及其效应研究

发布时间：2017-10-16 02:05

  本文关键词：沥青摊铺高温作用下混凝土箱梁桥温度场及其效应研究

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【摘要】：伴随着我国社会和经济的不断发展,数以万计的、不同类型的桥梁在神州大地上拔地而起,其中包括了许多轻质、大跨、薄壁、组合结构及新型、异形桥梁结构。近年来,工程界开始越来越重视温度作用对桥梁结构产生的影响和危害。基于工程热传导的相关理论的有限元法和现场实桥观测,经过多年来世界各的国工程师的不懈努力,虽然在温度作用对桥梁结构的影响这方面取得了一些研究成果并达成了一定的共识,但仍有不足之处。因沥青混凝土桥面铺装相对于水泥混凝土桥面铺装的优势,故其在新建桥梁桥面铺装及旧桥桥面铺装的改造中被应用的越来越广泛。虽然近年来对沥青高温摊铺对桥梁结构影响的研究逐步开展了起来,在实桥观测数据结合有限元模拟分析的基础上取得了一定的研究成果,但在这方面尚需作更进一步的研究。本文采用有限元法,基于伦洲大桥这一大跨度预应力混凝土刚构—连续组合体系连续箱梁桥,研究结果将为本课题后续的实桥试验研究提供理论参考。主要的研究内容及研究结论包括以下几个方面：(1)采用有限元软件ANSYS对影响沥青高温摊铺时混凝土箱梁温度场的主要因素进行了参数分析,且根据参数分析结果并结合桥梁的实际情况选择了相对合适的参数得到了合适的温度梯度模式；(2)采用有限元软件midas Civil建立平面杆系模型,利用温度梯度来研究沥青高温摊铺对桥梁结构整体的影响；(3)在沥青高温摊铺过程中及全桥摊铺完之后的一段时间内,将由沥青高温摊铺产生的梯度温度在各关键截面引起的内力结果与由规范规定的梯度温度计算所得各关键截面的对应的内力结果进行对比分析。
【关键词】：混凝土箱梁 沥青高温摊铺 温度场 温度梯度 有限元
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 选题背景和意义10
• 1.2 国内外研究现状10-16
• 1.2.1 日照温度研究的现状11-14
• 1.2.2 沥青高温摊铺温度效应研究现状14-16
• 1.3 依托工程16-17
• 1.4 研究内容及技术路线17-19
• 第2章 混凝土箱梁温度场及其效应分析理论19-39
• 2.1 混凝土箱梁温度场的理论模型19-21
• 2.2 混凝土箱梁表面的热流分析21-29
• 2.2.1 太阳辐射q_s21-26
• 2.2.2 地面反射26
• 2.2.3 箱梁外表面换热量q_a26-27
• 2.2.4 混凝土的外表面和外界的有效辐射换热27-28
• 2.2.5 混凝土外表面与外界的总热流交换28-29
• 2.3 平面温度场有限元理论29-32
• 2.3.1 温度场有限元分析的基本方程29-31
• 2.3.2 求解温度场31-32
• 2.4 温度次内力及自应力的计算理论32-37
• 2.4.1 基本概念32-34
• 2.4.2 基本结构的温度自应力计算34-36
• 2.4.3 连续梁温度次内力的基本计算方法36-37
• 2.5 本章小结37-39
• 第3章 沥青摊铺时混凝土箱梁温度场的仿真分析39-69
• 3.1 材料参数及有限元模型39-41
• 3.1.1 材料参数39
• 3.1.2 基本假定39-40
• 3.1.3 有限元模型40-41
• 3.2 风速对沥青高温摊铺时混凝土箱梁温度场的影响41-48
• 3.2.1 风速及大气、综合环境温度41-42
• 3.2.2 对流换热系数h_c42-43
• 3.2.3 表面热辐射系数h_x43
• 3.2.4 总热交换系数h43-44
• 3.2.5 其它参数44
• 3.2.6 沥青高温摊铺对混凝土箱梁温度场的影响44-48
• 3.3 第1层摊铺厚度对沥青摊铺时混凝土箱梁温度场的影响48-52
• 3.4 梁体初始温度对沥青摊铺时混凝土箱梁温度场的影响52-56
• 3.5 下料温度对沥青高温摊铺时混凝土箱梁温度场的影响56-62
• 3.6 两层摊铺时间间隔对沥青摊铺时箱梁温度场的影响62-65
• 3.7 合适温度梯度模式65-67
• 3.7.1 参数的确定65
• 3.7.2 温度场65-66
• 3.7.3 温度梯度模式66-67
• 3.8 本章小结67-69
• 第4章 沥青摊铺对混凝土箱梁桥整体影响分析69-88
• 4.1 沥青高温摊铺引起的梯度温度效应分析69-87
• 4.1.1 不同时刻全桥梯度温度的模拟69-70
• 4.1.2 有限元模型70
• 4.1.3 摊铺后关键时间节点桥梁结构的温度内力70-87
• 4.2 本章小结87-88
• 结论与展望88-90
• 参考文献90-93
• 致谢93-94
• 附录A94-95

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本文编号：1039979