混凝土箱梁溫度場(chǎng)試驗(yàn)及溫度效應(yīng)理論研究.pdf

1、混凝土箱形結(jié)構(gòu)中因?yàn)椴牧系膫鳠嵝阅茌^差,在日照作用下結(jié)構(gòu)中就會(huì)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?yàn)榛炷羵鳠釂栴}的復(fù)雜性,在現(xiàn)有的混凝土橋梁設(shè)計(jì)中,有關(guān)的理論和計(jì)算方法存在一定的缺陷,做了很大程度的簡(jiǎn)化,然而采用這種經(jīng)過簡(jiǎn)化的計(jì)算模型和方法,會(huì)使溫度荷載的取值以及溫度應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況之間出現(xiàn)較大的不符。本文從計(jì)算理論入手,對(duì)混凝土箱梁結(jié)構(gòu)日照溫度場(chǎng)及其效應(yīng)進(jìn)行了深入的研究,對(duì)

2、計(jì)算理論和方法進(jìn)行了完善和改進(jìn),對(duì)日照溫度荷載的取值進(jìn)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?yàn)楣こ瘫尘?選取該橋連續(xù)剛構(gòu)段單室箱梁截面為研究對(duì)象,作了如下研究:
　　(1)對(duì)課題組進(jìn)行溫度場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的試驗(yàn)儀器和測(cè)定方法作了詳細(xì)說明,通過分析連續(xù)高溫天氣下測(cè)得的溫度場(chǎng)數(shù)據(jù),提出了箱梁頂板、腹板、底板的日照溫度場(chǎng)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(jī)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(shí)際復(fù)雜邊界條件情況的溫度響應(yīng)的數(shù)值分析計(jì)算模型。
　　(3)收集整理了計(jì)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(duì)傳統(tǒng)的一維熱傳導(dǎo)微分方程進(jìn)行數(shù)值求解,最終得到傅里葉級(jí)數(shù)形式的壁板內(nèi)溫度場(chǎng)解析解表達(dá)式,在應(yīng)用中取該解析解的少數(shù)幾項(xiàng)即可得到足夠精確的結(jié)果。
　　(4)在實(shí)測(cè)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(jì)規(guī)范中的溫度荷載取值進(jìn)行了對(duì)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(shí)際情況相符的計(jì)算模型,研究了混凝土箱梁結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力的理論計(jì)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(jìn)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(shí)際計(jì)算中運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法即可實(shí)現(xiàn)考慮應(yīng)力分量之間耦合關(guān)系的三維溫度應(yīng)力