預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋溫度場及溫度應(yīng)力的分析與研究.pdf

1、溫度應(yīng)力是引起預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋開裂的重要原因之一，其中以日照作用產(chǎn)生的溫度荷載影響最大，也最難分析計算。迄今為止，各國規(guī)范在溫度梯度模式的選取上存在較大分歧，我國鐵路、公路橋規(guī)的溫度梯度曲線也完全不同。 本文通過一系列的天文學(xué)公式來模擬箱梁外邊界受太陽輻射作用，以正弦函數(shù)模擬氣溫日變化過程，假定內(nèi)部空氣完全透射，運用奧本海默網(wǎng)絡(luò)分析法計算箱內(nèi)混凝土邊界間的輻射換熱，并綜合考慮了內(nèi)外邊界面與周圍空氣間的對流、輻射換熱，從Four

2、ier導(dǎo)熱方程出發(fā)，以泛函變分法推導(dǎo)建立了箱梁溫度場計算的二維有限元數(shù)學(xué)模型并提出了利用原有單元網(wǎng)格以有限元方法計算縱、橫向溫度自應(yīng)力的思路與方法。結(jié)合大量參考文獻(xiàn)，對邊界換熱系數(shù)、混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)等參數(shù)作了一些研究。 在上述理論模型的基礎(chǔ)上，用FORTRAN語言編制了通用有限元程序。該程序具備一定的前后處理功能，能夠考慮地理經(jīng)緯度、橋梁方位角和風(fēng)速等因素，分析任意形狀和尺寸的單箱單室截面任意時刻的二維日照溫度場和溫度應(yīng)力的分布

3、情況。用該程序計算一黃河鐵路連續(xù)梁橋主跨1/4截面的溫度場，其結(jié)果與監(jiān)控實測值吻合較好。同時，計算結(jié)果也表明溫度應(yīng)力值是相當(dāng)大的，必須引起重視。 以所編制的程序為工具，分析了橋梁走向、截面翼緣長度、腹板高度及混凝土導(dǎo)熱系數(shù)和風(fēng)速等因素對截面溫度效應(yīng)的影響。由此提出：在設(shè)計過程中，對于翼緣較長的公路橋梁，可以不考慮截面的橫向傳熱；而對于鐵路箱梁，特別是當(dāng)其接近東西走向時，應(yīng)適當(dāng)考慮橫向溫差。新公路橋規(guī)折線模式的溫差曲線是較符合實際