本文選題：曲線梁橋　切入點(diǎn)：城市　出處：《南京工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),混凝土曲線梁橋在城市高架和大型互通立交中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但混凝土曲線梁橋在使用過(guò)程中不斷發(fā)現(xiàn)的“典型病害”問(wèn)題值得關(guān)注,而溫度作用是曲線梁橋產(chǎn)生典型病害的原因之一,而現(xiàn)行城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范中的溫度場(chǎng)規(guī)定是參照公路規(guī)范制定的。為了研究清楚城市混凝土曲線梁橋在溫度場(chǎng)及溫度對(duì)典型病害的貢獻(xiàn)情況,本文針對(duì)一座2×5m的預(yù)應(yīng)力混凝土曲線箱梁模型橋進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)兩年的溫度觀測(cè)和端支承反力觀測(cè),以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過(guò)仿真分析擬合了適合城市地區(qū)的溫度場(chǎng)模型,然后對(duì)混凝土曲線梁橋的溫度作用效應(yīng)開(kāi)展了系列的分析和研究。主要工作有以下幾個(gè)方面：(1)以一座2×5m的預(yù)應(yīng)力混凝土曲線箱梁模型橋?yàn)橐劳?設(shè)計(jì)制定了長(zhǎng)期溫度觀測(cè)和支反力觀測(cè)試驗(yàn)方案。并對(duì)觀測(cè)的數(shù)據(jù)按春、夏、秋、冬進(jìn)行分析,通過(guò)分析得出一年中最不利的溫度場(chǎng)。(2)基于橋梁在大氣中的熱交換過(guò)程的分析,總結(jié)箱梁溫度場(chǎng)邊界熱力參數(shù)計(jì)算方法,以此為基礎(chǔ)用ABAQUS程序?qū)υ摌驕囟葓?chǎng)進(jìn)行了仿真模擬,仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)吻合較好,從而驗(yàn)證了本文模擬溫度場(chǎng)方法的正確性。(3)基于溫度場(chǎng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),確定了試驗(yàn)橋的升溫溫度梯度模式和降溫溫度梯度模式,并與現(xiàn)行規(guī)范中的溫度梯度模式進(jìn)行了對(duì)比分析。最后,對(duì)該橋的溫梯度效應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值分析,實(shí)測(cè)支反力與計(jì)算支反力吻合較好從而驗(yàn)證了本文有限元計(jì)算模型的可靠性。(4)根據(jù)實(shí)測(cè)地區(qū)的環(huán)境條件,分別研究了年溫差及實(shí)測(cè)城市日照溫差作用下,試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆虻那�梁橋的應(yīng)力、位移、支座反力等變化規(guī)律,并分析溫度對(duì)曲線梁橋產(chǎn)生“典型病害”的關(guān)系。分析結(jié)果表明；年溫差作用下曲線梁橋會(huì)產(chǎn)生縱向的爬移現(xiàn)象；溫度梯度會(huì)使曲線梁橋發(fā)生明顯的徑向偏移或翻轉(zhuǎn),且在墩梁固結(jié)處產(chǎn)生的拉應(yīng)力,易產(chǎn)生裂縫。(5)根據(jù)實(shí)測(cè)城市地區(qū)溫度場(chǎng)與公路規(guī)范中規(guī)定的溫度場(chǎng)進(jìn)行溫度效應(yīng)的比較分析,并研究了城市溫度梯度下,曲率半徑與支座布置形式對(duì)曲線梁橋溫度效應(yīng)的影響,結(jié)果表明：城市溫度場(chǎng)下的溫度效應(yīng)較公路規(guī)范下的溫度效應(yīng)偏安全；改變曲率半徑,曲率半徑越大,徑向位移越小,且支座反力差越小,曲線梁橋受力越均勻。通過(guò)改變支撐布置形式計(jì)算可得,一般情況下小半徑曲線梁橋采用抗扭支撐與點(diǎn)鉸支撐交替布置的形式。改變端部抗扭支撐間距,在正、負(fù)溫度梯度下,減小了內(nèi)外側(cè)反力差,使梁內(nèi)外側(cè)受力趨于均勻。
[Abstract]:With the development of urbanization in China, concrete curved girder bridges have been widely used in urban viaducts and large interchanges. However, the problems of "typical diseases" found in the use of concrete curved girder bridges are worthy of attention. And temperature is one of the causes of typical diseases of curved girder bridges. In order to study the contribution of temperature field and temperature to typical diseases of urban concrete curved girder bridge, the temperature field of the current urban bridge design code is formulated with reference to the highway code. In this paper, a 2 脳 5m prestressed concrete curved box girder model bridge is used for two years of temperature observation and end support reaction observation. Based on the measured data, the temperature field model suitable for urban area is fitted by simulation analysis. Then a series of analysis and research on the effect of temperature on concrete curved girder bridge are carried out. The main work is as follows: 1) based on a 2 脳 5m prestressed concrete curved box girder model bridge. The long-term temperature observation and reaction force observation test scheme is designed and established. The data of observation are analyzed according to spring, summer, autumn and winter. Through the analysis, the most unfavorable temperature field in the year is obtained, which is based on the analysis of the heat exchange process of the bridge in the atmosphere. The calculation method of the boundary thermodynamic parameters of the box girder temperature field is summarized. Based on this method, the temperature field of the bridge is simulated by ABAQUS program. The simulation results are in good agreement with the measured data. Therefore, the correctness of the method of simulating the temperature field in this paper is verified. (3) based on the measured data of the temperature field, the temperature gradient model and the temperature gradient model of the test bridge are determined. Finally, the temperature gradient effect of the bridge is numerically analyzed. The reliability of the finite element calculation model of this paper is verified. (4) according to the environmental conditions of the measured area, the annual temperature difference and the measured urban sunshine temperature difference are studied respectively. The stress, displacement and bearing reaction force of the curved girder bridge of the test model bridge are changed, and the relationship between temperature and the "typical disease" of the curved girder bridge is analyzed. The results show that the longitudinal climbing phenomenon of the curved beam bridge will occur under the action of annual temperature difference; The temperature gradient will cause obvious radial deviation or reversal of curved beam bridge and the tensile stress in the consolidation of pier beam. According to the temperature field measured in urban area and the temperature field specified in highway code, the effects of curvature radius and support arrangement on the temperature effect of curved girder bridge are studied under the urban temperature gradient. The results show that the temperature effect under the urban temperature field is more secure than that under the highway specification, the larger the radius of curvature, the smaller the radial displacement and the smaller the difference of support reaction force. The more uniform the force is, the more uniform the force is. It can be obtained by changing the form of support arrangement. In general, the small radius curved girder bridge is arranged alternately between torsional bracing and point hinge bracing. The distance between end torsional bracing and negative temperature gradient is changed. The difference of reaction force between inside and outside side is reduced, and the force inside and outside the beam tends to be uniform.
【學(xué)位授予單位】：南京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U441.5

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本文編號(hào)：1659401