严寒地区混凝土箱梁温度场及温度效应分析

发布时间：2020-06-01 02:06

【摘要】：混凝土箱梁温度场受多种因素影响,不同地区温度场分布各有千秋,若按现行规范中笼统的温度梯度模式及取值进行结构的温度应力计算和裂缝预测,将带来不可避免的误差。同时新疆阿勒泰地区哈巴河县独特的气候特点造就了该地区与众不同的箱梁温度变化与分布规律,为了保障桥梁的顺利施工和安全运营,必须建立更加适合当地实际情况的温度场模式。本文在新疆哈巴河地区制作箱梁模型,于模型1/2横截面位置布设479个温度测点,对箱梁截面水化热温度场及日照温度场进行了实时测量。通过德洛内三角网格算法,建立了箱梁温度场测量的温度传感器点阵,研究了混凝土箱梁在水化热期间及投入运行期间的温度变化规律,并进一步研究了日照温度效应,得到以下结论:(1)箱梁水化热温度场基本呈对称分布,其中箱梁腹板温度变化最大,最高水化热温度为64.8℃,顶板、底板与腹板的水化热温升比值约为1:1.1:1.4。日照温度场在太阳辐射影响的升温阶段呈现非对称分布,9月升温阶段历时11h,12月仅8h,9月和12月截面平均温度升温幅值相比约为7:3。(2)底板水化热温度最先达到峰值,为混凝土浇筑后11小时;腹板的平均温度峰值出现在浇筑后12小时;顶板的温度峰值相对滞后,为混凝土浇筑后13小时。日照期间,顶板东、西侧的温度差异较小;腹板和底板东、西两侧存在相位差异,东侧先于西侧1~3h取得极值,且9月到达温度极值点的时刻较12月早2h左右。(3)箱梁各板沿厚度方向的水化热温度分布服从高斯函数形式;顶板和底板沿宽度方向水化热温度分布呈双峰对称分布,服从组合式的高斯分布模型,腹板的水化热温度沿板高可视为常量。(4)箱梁各板外表面温度变化较大,沿厚度方向日照温度梯度经历负温差-正温差-负温差的过程,东侧腹板取得最大正温差,12月最大正温差约为9月的90%,底板取得最大负温差,9月和12月最大负温差的比值约为1:0.75。(5)箱梁顶板和底板沿宽度方向的日照温度分布经历双峰对称分布模式-东高西低的双峰非对称分布模式-西高东低的双峰非对称分布模式-双峰对称分布模式,且东侧温度峰值高于西侧,底板温差高于顶板2.5℃左右,二者均于中午14:00达到最不利温差。(6)温度应力由非线性温差引起,根据推导的温度应力理论公式,可将竖向非线性温差分解为竖向温度分布T(y)、截面平均温度T_m和等效线性温差?T三部分,这三个特征温度分别引起箱梁固支下的温度应力、无约束箱梁的伸缩应力及转动应力。实际温度分布T(y)决定应力分布曲线的样式,平均温度T_m和等效线性温差?T分别对应力分布曲线执行平移和旋转操作。
【图文】：

技术路线

箱梁模型
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441

【参考文献】

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本文编号：2690802