嚴(yán)寒地區(qū)混凝土箱梁的溫度梯度觀測與分析
本文選題:混凝土箱梁 + 溫度梯度; 參考:《長安大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:隨著橋梁溫度應(yīng)力在橋梁設(shè)計(jì)和建設(shè)上引起的問題日漸被人所知,國內(nèi)外的學(xué)者和科研人員開始對溫度應(yīng)力進(jìn)行深入的研究。國內(nèi)外的很多實(shí)際工程和研究成果表明,日照溫度分布對混凝土箱梁的溫度應(yīng)力有很大的影響,采用不同的日照溫度梯度模式計(jì)算出來的溫度應(yīng)力相差很大。目前不同國家、不同地區(qū)對混凝土箱梁橋的日照溫度梯度模式都有不一樣的認(rèn)識,例如美國規(guī)范將美國劃分為了四個(gè)氣候區(qū),每個(gè)氣候區(qū)都有各自不同的溫度梯度模式來指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工。中國疆域遼闊,氣候千差萬別,但是橋梁規(guī)范上只沿用了美國二區(qū)的溫度梯度模式,規(guī)定了一組溫度梯度模式,今后仍然有較大的改進(jìn)空間。因此有必要通過實(shí)驗(yàn)研究和理論分析,探索和研究適合我國不同地區(qū)的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁日照溫度分布規(guī)律以及溫度梯度模式,以便于指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)和施工。本文主要對鄂爾多斯地區(qū)的溫度梯度模式進(jìn)行探索和研究,基于內(nèi)蒙古鄂爾多斯地區(qū)的一座連續(xù)剛構(gòu)橋的施工監(jiān)控工作,同時(shí)在國內(nèi)外混凝土溫度場分布和溫度梯度已有研究成果的基礎(chǔ)上,深入了解了混凝土箱梁日照溫度分布和溫度梯度模式,明確混凝土箱梁日照溫度分布和溫度梯度研究的現(xiàn)狀以及存在的一些問題,從而確定現(xiàn)場溫度測點(diǎn)的位置,實(shí)測了箱梁截面在日照作用下的溫度分布,并總結(jié)出箱梁截面的溫度分布規(guī)律,得出一天中最不利時(shí)刻的溫度場,由此作為擬合箱梁最不利溫度梯度模式的基礎(chǔ);趯(shí)橋的溫度實(shí)驗(yàn)分析,通過對箱梁截面內(nèi)預(yù)埋溫度傳感器對箱梁溫度場進(jìn)行連續(xù)的觀測和記錄,得到有關(guān)箱梁溫度場的數(shù)據(jù)。在分析箱梁截面不同位置的溫度實(shí)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際的氣象條件、混凝土材料的熱工性質(zhì)、箱梁截面的形狀等一系列參數(shù)數(shù)值,通過采用熱傳導(dǎo)的形式結(jié)合有限元程序計(jì)算出箱梁截面在當(dāng)?shù)氐奶栞椛鋸?qiáng)度條件下的溫度場,得出箱梁的日照溫度場分布并與現(xiàn)場實(shí)測值進(jìn)行對比分析,驗(yàn)證了通用有限元程序?qū)ο淞簻囟确植挤治龅恼_性。通過理論數(shù)據(jù)與實(shí)測數(shù)據(jù)的結(jié)合可以更加明確箱梁日照溫度場的溫度分布規(guī)律。在實(shí)測溫度場和計(jì)算溫度場的條件下,參照不同國家橋梁規(guī)范上規(guī)定的溫度梯度模式,結(jié)合混凝土箱梁日照溫度場影響因素及混凝土箱梁溫度效應(yīng)的研究結(jié)論,考慮橋梁所處地理緯度的不同、太陽輻射的強(qiáng)弱、大氣溫度的影響,通過實(shí)際情況擬合出適合于當(dāng)?shù)氐拇罂缁炷料淞航孛娴呢Q向溫度梯度。中國規(guī)范規(guī)定的溫度梯度模式其實(shí)是沿用了美國規(guī)范的一種模式,但是美國規(guī)范在美國劃分4個(gè)不同區(qū)域來指導(dǎo)橋梁建設(shè)與施工。中國氣候與美國不盡相同,而且全國只用了一種溫度梯度模式,所以今后仍然有很大的改進(jìn)空間。本文提供鄂爾多斯地區(qū)的溫度梯度模式,通過對比,對此地區(qū)進(jìn)行溫度梯度的擬合與分析。
[Abstract]:With the problems caused by the bridge thermal stress in the design and construction of the bridge, scholars and researchers at home and abroad began to do in-depth research on the temperature stress. Many practical engineering and research results at home and abroad show that the temperature distribution of sunshine has a great influence on the temperature stress of concrete box girder, and the temperature stress calculated by different sunshine temperature gradient model is very different. At present, different countries and different regions have different views on the temperature gradient model of sunlight for concrete box girder bridges. For example, the US standard divides the United States into four climate zones. Each climate zone has its own temperature gradient model to guide design and construction. China has a vast territory and varied climates. However, the bridge code only adopts the temperature gradient model of the second region of the United States, and defines a set of temperature gradient models, and there is still much room for improvement in the future. Therefore, it is necessary to explore and study the sunshine temperature distribution law and temperature gradient model of prestressed concrete bridges suitable for different areas in China through experimental research and theoretical analysis, in order to guide the design and construction of the project. In this paper, the temperature gradient model in Ordos region is explored and studied. Based on the construction monitoring work of a continuous rigid frame bridge in Ordos region, Inner Mongolia, At the same time, based on the existing research results of temperature field distribution and temperature gradient of concrete at home and abroad, the sunshine temperature distribution and temperature gradient model of concrete box girder are deeply understood. The present situation and some problems in the study of sunshine temperature distribution and temperature gradient of concrete box girder are made clear, so as to determine the location of the spot temperature measurement points, and the temperature distribution of the box girder section under the action of sunlight is measured. The temperature distribution of box girder section is summarized, and the temperature field at the most unfavorable time of day is obtained, which is the basis of fitting the most unfavorable temperature gradient model of box girder. Based on the experimental analysis of the temperature of the real bridge, the temperature field of the box girder is continuously observed and recorded by the embedded temperature sensor in the section of the box girder, and the data of the temperature field of the box girder are obtained. Based on the analysis of the measured temperature data at different positions of the box girder section, a series of parameters such as the local meteorological conditions, the thermal properties of the concrete materials, the shape of the box girder section, etc. The temperature field of box girder section under the condition of local solar radiation intensity is calculated by means of heat conduction and finite element program, and the distribution of sunshine temperature field of box girder is obtained and compared with the field measured value. The correctness of the finite element program for the temperature distribution analysis of the box girder is verified. Through the combination of theoretical data and measured data, the temperature distribution of sunshine temperature field of box girder can be more clearly defined. Under the condition of measured temperature field and calculated temperature field, according to the temperature gradient model stipulated in different national bridge codes, combined with the influence factors of sunshine temperature field of concrete box girder and the research conclusion of temperature effect of concrete box girder, Considering the different geographical latitude of the bridge, the intensity of solar radiation and the influence of atmospheric temperature, the vertical temperature gradient suitable for the local section of long-span concrete box girder is fitted through the actual situation. The temperature gradient model stipulated by Chinese code is actually a model of American code, but American code divides four different areas in the United States to guide bridge construction and construction. The climate in China is different from that in the United States, and only one temperature gradient model is used in the country, so there is still much room for improvement in the future. In this paper, the temperature gradient model in Ordos area is provided, and the fitting and analysis of the temperature gradient in this area are carried out by comparison.
【學(xué)位授予單位】:長安大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:U446
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本文編號:2042351
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