钢拱塔斜拉桥的温度场和温度效应研究

发布时间：2017-06-18 10:09

  本文关键词：钢拱塔斜拉桥的温度场和温度效应研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：斜拉桥是由梁、塔和拉索三大主要部分组成,由于其独有的自重轻、跨越能力强等特点,近些年来得到了快速的发展。从而也衍生出各种不同类型的斜拉桥,比如在桥塔上做各种变化的斜拉桥以及在主梁截面形式和材料方面变化的斜拉桥。本论文着眼于钢拱塔斜拉桥的新颖形式,以沈阳三好桥为工程实例,旨在研究钢拱塔斜拉桥在温度作用下的温度场和作用效应。首先介绍了钢拱塔斜拉桥的产生和发展历程。然后,详细论述了桥梁结构的基本温度理论,其中介绍了温度场的形成和分类以及求解方法。由于钢拱塔斜拉桥中钢拱塔的独特形式,使得我们有必要对钢拱塔进行独立研究。因此,简要介绍了大型钢构件在太阳辐射作用下引起的温度效应分析原理。并利用有限元软件Midas FEA对太阳辐射温度作用分析的准确性进行了验证,并对钢构件的温差公式进行了拟合。结合工程施工过程的实际情况,建立钢拱塔施工过程的Midas FEA有限元模型,确定温度荷载的取值,分析了自重作用和自重与温度共同作用对钢拱塔的影响。通过对桥梁结构温度研究的理论准备,结合工程具体实例,利用Midas FEA对主梁截面温度梯度进行分析并拟合公式;运用Midas Civil大型有限元分析软件建立主桥实体模型,分析了结构在体系温差、索、塔与主梁间的温差以及混凝土主梁在拟合温差梯度模式,钢拱塔在拟合温度梯度作用下的作用效应。
【关键词】：钢拱塔斜拉桥 太阳辐射 钢箱温度场 温度梯度 温度作用效应
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441;U448.27
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 斜拉桥的发展8
• 1.2 钢拱塔斜拉桥的结构特征与发展历程8-10
• 1.3 斜拉桥温度效应研究现状10-14
• 1.3.1 混凝土结构温度效应分析理论的研究现状10-11
• 1.3.2 各国规范关于温度梯度的规定11-13
• 1.3.3 本文研究的主要意义13-14
• 1.4 本论文研究的主要问题14-15
• 第二章 钢拱塔斜拉桥温度场分析理论15-20
• 2.1 温度场的形成、分类及特点15-16
• 2.1.1 温度场的形成15
• 2.1.2 温度场的分类及特点15-16
• 2.2 热传递与温度场定解条件16-20
• 2.2.1 热传递的方式16-18
• 2.2.2 热传导微分方程及其初始条件、边界条件18-20
• 第三章 大型钢箱构件在日照作用下温度场分析20-31
• 3.1 钢箱结构温度场的形成21
• 3.2 太阳辐射强度的计算21-24
• 3.2.1 天文参数计算21-22
• 3.2.2 太阳直接辐射22-23
• 3.2.3 散射和地面反射23-24
• 3.2.4 总辐射24
• 3.3 验证钢箱构件温度场的有限元分析方法24-29
• 3.3.1 Midas FEA有限元分析25-28
• 3.3.2 有限元分析温度场与实测结果对比28-29
• 3.4 钢箱构件日照竖向温度梯度公式拟合29-30
• 3.5 本章小结30-31
• 第四章 钢拱塔温度场及温度效应分析31-37
• 4.1 钢拱塔基本参数31
• 4.2 本章分析的基本假设31-32
• 4.3 钢拱塔力学性能分析32-36
• 4.3.1 重力作用下钢拱塔力学性能32-33
• 4.3.2 温度作用下钢拱塔力学性能33-36
• 4.4 本章小结36-37
• 第五章 钢拱塔斜拉桥温度作用效应研究37-52
• 5.1 工程概况37
• 5.2 钢拱塔斜拉桥温度场的确定37-39
• 5.3 混凝土主梁竖向温度梯度的计算39-41
• 5.4 钢拱塔斜拉桥Midas Civil有限元模型的建立41-42
• 5.4.1 建立原则41
• 5.4.2 各类构件的模拟41-42
• 5.5 钢拱塔斜拉桥温度效应分析42-48
• 5.5.1 体系升降温差效应42-44
• 5.5.2 混凝土主梁与钢拱塔温度梯度作用效应44-46
• 5.5.3 索、塔与主梁温差作用46-48
• 5.6 温差效应影响分析48-51
• 5.6.1 温度作用位移、应力效应分析48-50
• 5.6.2 温度作用下拉索的索力变化分析50-51
• 5.7 本章小结51-52
• 第六章 结论与展望52-54
• 6.1 本文结论52
• 6.2 问题与展望52-54
• 参考文献54-56
• 致谢56-57
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文57

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