日照作用下空心橋墩溫度場(chǎng)分布研究.pdf

1、隨著橋梁建造技術(shù)不斷發(fā)展，大量的空心橋墩應(yīng)用于公路和鐵路橋梁。對(duì)于這類長(zhǎng)時(shí)間暴露在自然環(huán)境中的厚壁空心橋墩來(lái)說(shuō)，不可避免要受到周圍環(huán)境氣溫以及日照、寒潮等因素的影響。由于混凝土結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱性能差，其周圍環(huán)境氣溫及日輻射等的作用，將使表面溫度迅速上升(降低)，但結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度仍處于原來(lái)狀態(tài)，因而在混凝土結(jié)構(gòu)中形成較大的溫度梯度，混凝土結(jié)構(gòu)的各部分處于不同的溫度狀態(tài)。由此使橋墩產(chǎn)生溫度變形。當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)受到內(nèi)、外約束阻礙時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的溫度

2、應(yīng)力。在橋梁結(jié)構(gòu)中，有時(shí)該應(yīng)力比荷載產(chǎn)生的應(yīng)力還大，直接影響到橋梁結(jié)構(gòu)的安全，然而現(xiàn)有的公路和鐵路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范中，并沒(méi)有對(duì)空心橋墩的溫度荷載作出明確的規(guī)定。為了確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全，有必要對(duì)空心高墩溫度應(yīng)力問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)研究。因此對(duì)公路與鐵路空心橋墩溫度場(chǎng)和由此產(chǎn)生的溫度應(yīng)力進(jìn)行系統(tǒng)研究是非常有工程實(shí)用價(jià)值的。
　　 本文以襄渝二線牛角坪特大橋3號(hào)橋墩以及新楊家灣特大橋7號(hào)橋墩為工程背景，在理論分析和模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了鐵路

3、特大空心橋墩在日照作用下溫度場(chǎng)分布情況，為這類厚壁空心高墩的溫度應(yīng)力計(jì)算提供可靠的依據(jù)。
　　 本文對(duì)鐵路空心橋墩溫度場(chǎng)的研究方法，主要是采用試驗(yàn)室模型試驗(yàn)、理論計(jì)算分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合的方法。首先在試驗(yàn)室進(jìn)行模型試驗(yàn)，再將試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，通過(guò)上述研究，得出了以下一些初步結(jié)論：
　　 1、根據(jù)熱傳導(dǎo)有限單元法原理，運(yùn)用有限元軟件ANSYS建立了三維分析模型，通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析表明，對(duì)于常

4、規(guī)的空心高墩來(lái)說(shuō)，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果非常吻合，因此，對(duì)于一般空心高墩的溫度場(chǎng)分布規(guī)律，可以采用數(shù)值分析的方法來(lái)研究。但對(duì)于牛角坪特大橋3號(hào)橋墩這類壁厚超過(guò)100厘米的厚壁高墩，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果會(huì)有差異，必須通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定其溫度場(chǎng)的分布情況，以得到這類厚壁高墩的溫度場(chǎng)的分布特點(diǎn)以及溫度場(chǎng)的變化發(fā)展規(guī)律。
　　 2、對(duì)不同壁厚的橋墩模型進(jìn)行分析得出不同壁厚的橋墩的溫度場(chǎng)分布特點(diǎn)：沿壁板厚度方向溫度分布不均勻，一般沿壁厚方向的溫差分