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文檔簡介
1、混凝土箱形結(jié)構(gòu)中因為材料的傳熱性能較差,在日照作用下結(jié)構(gòu)中就會形成較大的溫差荷載,產(chǎn)生的溫差荷載所帶來的溫度應(yīng)力是造成混凝土箱梁開裂的重要因素之一。因為混凝土傳熱問題的復(fù)雜性,在現(xiàn)有的混凝土橋梁設(shè)計中,有關(guān)的理論和計算方法存在一定的缺陷,做了很大程度的簡化,然而采用這種經(jīng)過簡化的計算模型和方法,會使溫度荷載的取值以及溫度應(yīng)力的計算結(jié)果與實際情況之間出現(xiàn)較大的不符。本文從計算理論入手,對混凝土箱梁結(jié)構(gòu)日照溫度場及其效應(yīng)進行了深入的研究,對
2、計算理論和方法進行了完善和改進,對日照溫度荷載的取值進行了分析和探討。
文章以廣西桂林地區(qū)貴光線幸福源水庫雙線特大橋為工程背景,選取該橋連續(xù)剛構(gòu)段單室箱梁截面為研究對象,作了如下研究:
(1)對課題組進行溫度場現(xiàn)場實測的試驗儀器和測定方法作了詳細說明,通過分析連續(xù)高溫天氣下測得的溫度場數(shù)據(jù),提出了箱梁頂板、腹板、底板的日照溫度場特征。
(2)研究了混凝土箱梁結(jié)構(gòu)在日照作用下與周圍介質(zhì)之間的傳熱機理,系統(tǒng)地闡
3、釋了其在熱量傳遞過程中的邊界條件,建立了可以反映實際復(fù)雜邊界條件情況的溫度響應(yīng)的數(shù)值分析計算模型。
(3)收集整理了計算混凝土單室箱梁結(jié)構(gòu)壁板內(nèi)部日照溫度分布的解析方法,該方法假定沿混凝土結(jié)構(gòu)壁板厚度方向的溫度分布具有一維周期性特征,通過對傳統(tǒng)的一維熱傳導(dǎo)微分方程進行數(shù)值求解,最終得到傅里葉級數(shù)形式的壁板內(nèi)溫度場解析解表達式,在應(yīng)用中取該解析解的少數(shù)幾項即可得到足夠精確的結(jié)果。
(4)在實測溫度數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,擬合得到
4、了該地區(qū)混凝土箱梁在太陽輻射作用下的最不利溫度荷載取值,并與我國現(xiàn)行鐵路橋梁設(shè)計規(guī)范中的溫度荷載取值進行了對比分析,提出了在溫度荷載取值上的看法和建議。
(5)采用合理的假定條件建立了與實際情況相符的計算模型,研究了混凝土箱梁結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力的理論計算方法,該方法將復(fù)雜的三維空間問題轉(zhuǎn)化為二維平面問題進行分析,并考慮由于泊松效應(yīng)引起的各應(yīng)力分量間的耦合作用,在實際計算中運用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法即可實現(xiàn)考慮應(yīng)力分量之間耦合關(guān)系的三維溫度應(yīng)力
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