【摘要】：橋梁溫度效應(yīng)研究一直是橋梁設(shè)計、施工、維護中的重點關(guān)注問題之一,縱向、橫向溫度梯度過大,會產(chǎn)生過大溫度應(yīng)力導(dǎo)致梁體開裂,對結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和適用性均有很大影響。近幾十年來關(guān)于橋梁溫度效應(yīng)有很多研究,大多簡化成二維問題進行分析,這些對常規(guī)結(jié)構(gòu)在大部分工況有較好的精度,但在一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)和工況下(如復(fù)雜的溫度場)精度難以滿足。3維溫度場下的橋梁溫度效應(yīng)計算理論復(fù)雜,目前缺乏橋梁溫度效應(yīng)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的理論指導(dǎo),設(shè)計、研究人員采用二維分析方法將對研究溫度效應(yīng)可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)偏不安全。另一方面,橋梁選址分散,通常缺少必要的氣象溫度資料,導(dǎo)致前期勘測造成困難,因此需要建立可靠的理論計算該地氣象資料,進而得到溫度場參數(shù),從而為高精度的溫度效應(yīng)分析提供基本參數(shù)。因此本文將在計算溫度效應(yīng)時突破平面分析的限制,給出橋梁溫度概念設(shè)計指導(dǎo),得到一整套3D橋梁溫度效應(yīng)計算方法。主要工作內(nèi)容如下:(1)根據(jù)太陽日照天文模型理論,計算混凝土梁橋位于不同橋址(經(jīng)度、緯度和方位角)下梁橋3維模型的輻射情況。再利用各處輻射值作為邊界,在有限元軟件ABAQUS中得到全橋溫度分布,并以指數(shù)函數(shù)形式擬合最大溫差時刻的溫度梯度。(2)推導(dǎo)了三參數(shù)力矩分配法求解過程,選定梁橋的截面高度,跨中高跨比,支座高跨比作為關(guān)鍵參數(shù),求出傳遞系數(shù),分配系數(shù)和基本彎矩以供求解。為驗證本文所述方法的準(zhǔn)確性,利用本文方法計算的結(jié)構(gòu)與Midas和結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計算結(jié)果相比只有2%的誤差,證明了此方法準(zhǔn)確可靠。(3)采用平面應(yīng)變方法計算橋梁溫度自應(yīng)力,特別是橫向溫度應(yīng)力及其主要影響參數(shù)的分析。對擬合溫度梯度公式、鐵路橋規(guī)和公路橋規(guī)進行了理論計算,并采用有限元仿真軟件ABAQUS進行了梁橋的3D模型進行比較,結(jié)果證明誤差非常小。最后采用變截面連續(xù)梁力矩分配法,給出了梅岙大橋溫度內(nèi)力的計算結(jié)果。
【圖文】：

作技基金資助項目的支持，針對混凝土連續(xù)梁橋的溫度面分析的限制，為梁橋溫度概念設(shè)計提供指導(dǎo)，并完解的一整套方法。計算模型選擇位于浙江溫州市的梅剛構(gòu)混合梁橋，不管從材料組成還是結(jié)構(gòu)形式都非常模型將以此作為有限元模擬試驗。凝土梁橋溫度效應(yīng)一整套計算方法，，如圖 1-1 所示。面輻射值，獲取在無溫度實測地區(qū)計算橋梁溫度應(yīng)力識且理論較復(fù)雜，是非常重要的一步且對后續(xù)計算有算輻射值代入 3D 模型中作為邊界條件，得到位于我并將縱向溫度梯度進行擬合與鐵路橋規(guī)和公路橋規(guī)比五

圖 3-2 大氣溫度變化度改變的另一個因素為對流換熱系數(shù)，對流換熱目前沒數(shù)的因素多種多樣，相關(guān)理論也很多。在土木工程領(lǐng)域境，可近似認(rèn)為影響對流強弱的主要因素為風(fēng)速，風(fēng)速交換系數(shù)有非常大的影響，此處采用 Jurges-Nusselt 公42.6( 1.54 )c A Bh T T v接觸面附近風(fēng)速，若能實測接觸面風(fēng)速則代入式中即可。取常數(shù)計算混凝土橋溫度效應(yīng)是基于經(jīng)驗的方法，具熱物體間直接接觸而產(chǎn)生傳熱，不同于另一種換熱—輻射電磁波傳遞熱量，這是由構(gòu)成物體的微粒發(fā)生熱運動而
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U441

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