高海拔峽谷地帶薄壁空心高墩日照溫度效應研究.pdf

1、隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，交通建設的重點向西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，西北地區(qū)海拔高，地勢起伏顯著，峽谷較多，這些特有的地勢、地貌決定了必將修建大量的高墩橋梁。西北地區(qū)高寒、缺氧、干旱、多風且風力大，尤其是青海地區(qū)的高原大陸性氣候，具有氣溫低、晝夜溫差大、降雨少而集中、日照時間長、太陽輻射強度大等特點。在此修建高墩橋梁將面臨眾多難題，其中日照溫度效應對薄壁空心高墩橋梁的施工和使用影響顯著，由于日照輻射導致空心高墩產(chǎn)生不均勻的溫度場分布，從而產(chǎn)生了

2、很大的溫度應力和變形位移，導致高墩產(chǎn)生裂縫，影響結構的使用，甚至引發(fā)安全事故。
　　本文以青海省科學技術廳基礎研究項目“高海拔峽谷地帶高墩橋梁建設關鍵技術研究”這一科研課題為支撐，依托G310大循高速公路項目臥龍溝4號大橋開展研究。通過現(xiàn)場觀測分析，對高海拔峽谷地帶的薄壁空心高墩的日照溫度效應做了比較深入的研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　基于對背景橋梁的6＃空心墩溫度場的實測數(shù)據(jù)，分析了空心墩東北側和西北側壁板在日照輻射下壁厚

3、溫度場分布規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)部混凝土溫度上升明顯滯后于外表面，距離外表面越遠的位置變溫幅度越小，從外壁到內(nèi)壁30cm以外的位置幾乎不受日照溫度的作用。并且在前人的基礎上，研究得出了適合高海拔地帶的薄壁空心墩溫度場分布的計算公式，經(jīng)與實測溫度數(shù)據(jù)對比，證明該公式具有一定的精確性。在分析了橋址處空心墩傳熱邊界條件后;采用ANSYS有限元軟件建立了空心墩的日照溫度場平面模型，分析了空心墩各個壁板的溫度場分布規(guī)律，同時將模型計算值與實測數(shù)據(jù)對比，

4、驗證了模型的正確性。
　　基于平面模型分析研究了空心墩日照橫向溫差應力分布規(guī)律，包括橫橋向應力和縱橋向應力，在日照輻射下二者都表現(xiàn)出外部受壓而內(nèi)部受拉，并且溫差越大，應力值越大。采用ANSYS建立了臥龍溝4號橋6＃墩的有限元立體模型，在此基礎上分析了空心墩日照溫度效應，包括豎向溫度應力和溫度位移的變化規(guī)律。由日照溫差引起的溫度位移非常大，最大達到29.2mm，超過了規(guī)范的容許值;提出了采用穩(wěn)定溫度場法和預控法來減少日照溫度位移，保