太阳辐射下钢箱梁温度分布与温度应力的研究
发布时间：2021-12-18 09:06
温度荷载对于桥梁结构的影响已经成为工程界的共识。桥梁结构长期暴露在自然环境中,经受温度作用,由此导致结构产生温度变形。当温度变形受到结构的内、外约束阻碍时,则会产生相当大的温度应力。在桥梁设计过程中难以提前预测结构的实际温度场,这就给桥梁设计时温度效应的分析带来一系列困难。桥梁结构的温度效应与桥址的地理位置、桥梁的方位、温度、风速、日照辐射强度和箱梁截面形状等因素都有着密切的联系。随着大跨径钢箱梁桥梁的日益发展,对于钢箱梁温度梯度的研究显得尤为迫切。本文以天水市罗家沟自锚式悬索桥为工程背景,选择具有代表性的季节、天气、外界环境温度,分析研究太阳辐射对于钢箱梁温度场的影响。主要研究内容如下:（1）通过太阳辐射模型,计算桥梁所在位置的太阳辐射强度。建立合理的初始条件和边界条件,选取合理的日照参数和材料热工参数,运用有限元软件,建立无桥面铺装的钢箱梁瞬态温度场,分析钢箱梁在夏至日的温度变化情况。研究表明:钢箱梁的温度场与外界气温的变化规律较为相似,基本呈现正弦函数变化,周期与外界气温变化周期基本一致。（2）通过钢箱梁瞬态温度场模型,计算钢箱梁的温度应力变化。研究表明:在钢箱梁的翼缘竖板,腹板...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
英国BS5400规范钢箱梁竖向温度梯度
太阳辐射下钢箱梁温度分布与温度应力的研究-18-图2.4美国太阳辐射分区图当桥梁上部结构为钢结构时竖向温度梯度可按照下式进行计算：2122220100100(100)100(100)yTTyTyTTyTytATtTtyhA+=++（2.33）式中：t为铺装层厚度，y为距面板的距离，且100t100A+。A为竖向温度梯度区段尺寸，当上部结构为混凝土时，h400mm时，A300mm=。当0t100时具有与上述相似的公式，文章不再列出。1T、2T为温差基数，将整个美国划分成为四个太阳辐射区，可按下表取值：3T一般应取为0℃，如果进行相应的现场试验，测量出适当值，可以修改到不超过3℃的值。普通混凝土进行铺装时的正温差基数按下表进行相应的取值，相应的竖向温度负温差分布规定为：桥面为普通混凝土铺装时，取下表所列的数据进行-0.3的折减，桥面为沥青混凝土铺装时，取下表2.9所列的数据进行-0.2的折减。表2.9AASHTO规定基本温度梯度（℃）分区T1T21（西部）307.82（中部）256.7
20360(89 )1353 44sin /365DI W m + = + （2.34） 式中： D --为一年中日期序数号，1 月 1 日为 D =1（日期 3 月 28 日，D=81），下文同。 （2）太阳角和方位角 桥址位于甘肃天水地区，实际的时区为东七区。气象站提供的太阳辐射资料为地方真太阳时，实际上地方太阳时与北京时间相差不大，故在本文计算中忽略二者之间的差异[59]。在计算太阳辐射强度之前，必须确定桥址处不同季节、不同时刻的太阳位置，了解太阳高度角sh 和方位角 。太阳辐射角度关系如图 2.5 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢箱梁桥温度梯度模式拟合研究[J]. 于丽波,董浩,朱季,艾军. 中外公路. 2017(02)
[2]基于实测数据的悬索桥钢箱梁温度场特性研究[J]. 刘扬,张海萍,邓扬,江楠,张建仁. 中国公路学报. 2017(03)
[3]寒冷地区特大扁平钢箱梁温度及纵向应力分析[J]. 胡铁明,苟红兵,张冠华,丁科翔. 世界桥梁. 2015(03)
[4]大跨径悬索桥缆索承重构件公路火灾的瞬态空间温度场数值模拟[J]. 李利军,万祥斌,董晓明. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(05)
[5]大温差影响下刘家峡大桥基准索股的调整[J]. 刘世忠,贾一全,王苍和,包振华,耿江玮. 桥梁建设. 2014(03)
[6]大跨悬索桥扁平钢箱梁温度梯度与温度影响研究[J]. 缪长青,史长华. 中国科学:技术科学. 2013(10)
[7]基于长期监测数据的润扬大桥斜拉桥钢箱梁横向温差特性研究[J]. 王高新,丁幼亮,李爱群,周广东. 工程力学. 2013(01)
[8]太阳辐射实用模型的建立与可行性研究[J]. 徐青山,臧海祥,卞海红. 太阳能学报. 2011(08)
[9]不同温度下悬索桥锚跨索股的张拉力[J]. 谭红梅,肖汝诚. 华南理工大学学报(自然科学版). 2010(09)
[10]苏通大桥结构健康监测系统设计[J]. 余波,邱洪兴,王浩,郭彤. 地震工程与工程振动. 2009(04)
硕士论文
[1]正交异性钢桥面板日照温度梯度效应研究[D]. 谢林浩.湖南大学 2018
[2]大跨度悬索桥温度场现场监测与数值分析[D]. 黄志广.华南理工大学 2016
[3]曲线钢箱梁桥温度场及其效应分析[D]. 徐祯耀.浙江大学 2016
[4]港珠澳大桥青州航道桥扁平钢箱梁温度场分析[D]. 高宇.长安大学 2015
[5]超大跨度轻型组合梁悬索桥的温度梯度效应研究[D]. 刘瑜.湖南大学 2015
[6]日照条件下混凝土箱梁温度场研究[D]. 马辰龙.北京交通大学 2015
[7]大跨径连续刚构桥梁的温度场分析及温度荷载影响下的箱梁截面形式分析[D]. 李春早.长安大学 2010
[8]大跨径钢箱梁斜拉桥温度效应研究[D]. 蔡仕强.长安大学 2010
[9]箱梁温度场及其效应分析[D]. 徐钢.同济大学 2008
[10]斜拉桥箱梁温度场及温度效应的研究[D]. 杨继.长沙理工大学 2007
本文编号：3542078
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
英国BS5400规范钢箱梁竖向温度梯度
太阳辐射下钢箱梁温度分布与温度应力的研究-18-图2.4美国太阳辐射分区图当桥梁上部结构为钢结构时竖向温度梯度可按照下式进行计算：2122220100100(100)100(100)yTTyTyTTyTytATtTtyhA+=++（2.33）式中：t为铺装层厚度，y为距面板的距离，且100t100A+。A为竖向温度梯度区段尺寸，当上部结构为混凝土时，h400mm时，A300mm=。当0t100时具有与上述相似的公式，文章不再列出。1T、2T为温差基数，将整个美国划分成为四个太阳辐射区，可按下表取值：3T一般应取为0℃，如果进行相应的现场试验，测量出适当值，可以修改到不超过3℃的值。普通混凝土进行铺装时的正温差基数按下表进行相应的取值，相应的竖向温度负温差分布规定为：桥面为普通混凝土铺装时，取下表所列的数据进行-0.3的折减，桥面为沥青混凝土铺装时，取下表2.9所列的数据进行-0.2的折减。表2.9AASHTO规定基本温度梯度（℃）分区T1T21（西部）307.82（中部）256.7
20360(89 )1353 44sin /365DI W m + = + （2.34） 式中： D --为一年中日期序数号，1 月 1 日为 D =1（日期 3 月 28 日，D=81），下文同。 （2）太阳角和方位角 桥址位于甘肃天水地区，实际的时区为东七区。气象站提供的太阳辐射资料为地方真太阳时，实际上地方太阳时与北京时间相差不大，故在本文计算中忽略二者之间的差异[59]。在计算太阳辐射强度之前，必须确定桥址处不同季节、不同时刻的太阳位置，了解太阳高度角sh 和方位角 。太阳辐射角度关系如图 2.5 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢箱梁桥温度梯度模式拟合研究[J]. 于丽波,董浩,朱季,艾军. 中外公路. 2017(02)
[2]基于实测数据的悬索桥钢箱梁温度场特性研究[J]. 刘扬,张海萍,邓扬,江楠,张建仁. 中国公路学报. 2017(03)
[3]寒冷地区特大扁平钢箱梁温度及纵向应力分析[J]. 胡铁明,苟红兵,张冠华,丁科翔. 世界桥梁. 2015(03)
[4]大跨径悬索桥缆索承重构件公路火灾的瞬态空间温度场数值模拟[J]. 李利军,万祥斌,董晓明. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(05)
[5]大温差影响下刘家峡大桥基准索股的调整[J]. 刘世忠,贾一全,王苍和,包振华,耿江玮. 桥梁建设. 2014(03)
[6]大跨悬索桥扁平钢箱梁温度梯度与温度影响研究[J]. 缪长青,史长华. 中国科学:技术科学. 2013(10)
[7]基于长期监测数据的润扬大桥斜拉桥钢箱梁横向温差特性研究[J]. 王高新,丁幼亮,李爱群,周广东. 工程力学. 2013(01)
[8]太阳辐射实用模型的建立与可行性研究[J]. 徐青山,臧海祥,卞海红. 太阳能学报. 2011(08)
[9]不同温度下悬索桥锚跨索股的张拉力[J]. 谭红梅,肖汝诚. 华南理工大学学报(自然科学版). 2010(09)
[10]苏通大桥结构健康监测系统设计[J]. 余波,邱洪兴,王浩,郭彤. 地震工程与工程振动. 2009(04)
硕士论文
[1]正交异性钢桥面板日照温度梯度效应研究[D]. 谢林浩.湖南大学 2018
[2]大跨度悬索桥温度场现场监测与数值分析[D]. 黄志广.华南理工大学 2016
[3]曲线钢箱梁桥温度场及其效应分析[D]. 徐祯耀.浙江大学 2016
[4]港珠澳大桥青州航道桥扁平钢箱梁温度场分析[D]. 高宇.长安大学 2015
[5]超大跨度轻型组合梁悬索桥的温度梯度效应研究[D]. 刘瑜.湖南大学 2015
[6]日照条件下混凝土箱梁温度场研究[D]. 马辰龙.北京交通大学 2015
[7]大跨径连续刚构桥梁的温度场分析及温度荷载影响下的箱梁截面形式分析[D]. 李春早.长安大学 2010
[8]大跨径钢箱梁斜拉桥温度效应研究[D]. 蔡仕强.长安大学 2010
[9]箱梁温度场及其效应分析[D]. 徐钢.同济大学 2008
[10]斜拉桥箱梁温度场及温度效应的研究[D]. 杨继.长沙理工大学 2007
本文编号：3542078
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