钢-混凝土组合梁温度场及温度效应研究

发布时间：2023-04-20 23:48

　　近几十年来,钢-混凝土组合桥的应用越来越广泛,而钢-混凝土组合桥在自然环境中的日照、环境温度等因素作用下,会在结构表面和内部形成较大的温度梯度,产生温度应力,从而引起截面应力分布不均、混凝土开裂以及支座位移等病害,严重时甚至会导致桥梁结构的垮塌。因此,钢-混组合梁桥在自然环境下的温度场和温度效应受到广泛重视。本文的主要研究内容和结论为:一、对典型钢-混凝土钢板、钢箱组合梁进行温度场参数敏感性分析,研究各参数对组合梁温度场的影响大小与趋势,推导温度场各影响因素的响应函数。试验得到以下结论:日温差和对流系数为组合梁温度分布的主要影响因素,混凝土厚度和日序数为次要影响因素;通过对分析数据的拟合,得到了不同影响因素与温度场特征之间的映射关系;建议在不同地区的钢-混凝土组合梁桥设计中,采用能够反映区域特征的温度计算基数。二、对四个代表城市进行组合梁温度场分析,分析不同地域组合梁温度场特征,并在温度场分析的基础上,选取最不利温度场模式,建立热-结构耦合分析模型,分析温度荷载作用下组合梁的应力状态、变形等结构响应。主要结论如下:四个代表城市混凝土内部的温度的分布形式与规范存在较大的区别,规范温度采用...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    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
    1.3 国内外规范
        1.3.1 钢-凝土组合桥梁设计规范(GB50917-2013)
        1.3.2 欧洲规范1
        1.3.3 美国AASHTO公路桥梁设计规范
    1.4 本文研究内容
第2章 温度场理论分析
    2.1 传热学基本理论
        2.1.1 温度场基本理论
        2.1.2 热传导方程
        2.1.3 热边界条件
        2.1.4 有限元方程
        2.1.5 温度场求解
    2.2 边界条件与太阳辐射
        2.2.1 对流换热
        2.2.2 辐射换热
        2.2.3 太阳辐射
    2.3 参数有效性验证
        2.3.1 实测资料
        2.3.2 有限元模型
        2.3.3 实测温度数据与有限元结果对比分析
    2.4 本章小结
第3章 钢-混组合梁桥温度场影响因素分析
    3.1 模型概况
        3.1.1 截面特性
        3.1.2 有限元模型
    3.2 温度场影响因素分析
        3.2.1 参数确定
        3.2.2 正交试验分析结果
    3.3 温度场响应函数
        3.3.1 多元线性回归
        3.3.2 响应函数
        3.3.3 有限元与拟合曲线对比分析
    3.4 本章小结
第4章 考虑地域特征的钢-混组合梁桥温度效应研究
    4.1 三维模型建立
        4.1.1 基本假定
        4.1.2 模型建立
    4.2 代表城市温度场分析
        4.2.1 太阳辐射量计算以及气温拟合
        4.2.2 温度场分析结果
    4.3 代表城市温度效应分析
        4.3.1 计算模型
        4.3.2 计算工况说明
        4.3.3 四个城市热-结构耦合分析结果
    4.4 本章小结
第5章 高寒地区钢-混组合梁桥温度场及温度效应分析
    5.1 工程概况
        5.1.1 截面特性
        5.1.2 参数确定
    5.2 温度场分析结果
        5.2.1 温度时变历程
        5.2.2 截面温度分布
        5.2.3 温度分布云图
    5.3 温度效应分析
        5.3.1 时变历程
        5.3.2 关键时刻截面应力、挠度分布
        5.3.3 应力分布云图
    5.4 温度效应分析方法
        5.4.1 钢-混组合梁温度应力基本理论
        5.4.2 考虑混凝土温度梯度的竖向应力计算方法
        5.4.3 对比验证
    5.5 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文和参与的科研项目



本文编号：3795406