澆筑式瀝青混凝土在大跨徑鋼箱梁中的使用日益廣泛,而澆筑式瀝青混凝土的下料溫度高達220℃～240℃。由于鋼橋面板各向異性的特點,如此的高溫澆筑在鋼橋面板上,將會導(dǎo)致鋼梁在各向溫度分布不均勻,導(dǎo)致鋼梁中產(chǎn)生不容忽視的溫度效應(yīng)。本文中主要研究了澆筑式瀝青混凝土對鋼橋的溫度場影響及由此產(chǎn)生的溫度效應(yīng),使用有限元軟件ABAQUS進行溫度場模擬及溫度應(yīng)力模擬。研究內(nèi)容如下:（1）確定澆筑式瀝青混凝土高溫攤鋪使用瞬態(tài)熱傳導(dǎo)理論,確定溫度場模擬需要的熱力學(xué)邊界條件及鋼材與瀝青混合料的熱工參數(shù)。其次,確定了通過設(shè)置界面換熱系數(shù),進行瀝青混合料與鋼橋面的熱傳導(dǎo)模擬。（2）通過實測值與模擬值的對比,確定選取的各種參數(shù)能夠在有限元軟件中對實際環(huán)境進行有效的模擬。通過對鋼橋面板豎向及橫向溫度分布仿真值的擬合,確定規(guī)范中規(guī)定的溫度梯度曲線可以在高溫澆筑環(huán)境中使用。（3）通過澆筑式瀝青混凝土施工時不同工況下的敏感性分析,發(fā)現(xiàn)對溫度場影響的最大的是鋪裝層厚度、下料溫度及界面?zhèn)鳠嵯禂?shù),并且判定其影響程度。其次,確定不同季節(jié)、不同攤鋪時刻及不同風(fēng)速對溫度場影響有限。由此確定,瀝青攤鋪的最不利影響條件。（4）南京長江大橋... 

【文章來源】：南京林業(yè)大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

局部橋面板受約束示意圖

5究較少，尤其是對于澆注式瀝青混凝土攤鋪對于鋼橋面板的溫度嘗溫度變形和溫度應(yīng)力的研究很少。因此本文旨在探究高溫攤鋪下鋼箱梁溫度場的變化，以及由溫度而產(chǎn)生的應(yīng)力及位移情況。1.3本文主要的研究內(nèi)容及技術(shù)路線1.3.1研究目的本文首先研究高溫澆筑下鋼橋整體的溫度場分布變化。然后，結(jié)合施工階段施工機械荷載，研究鋼橋在施工階段產(chǎn)生的總體力學(xué)響應(yīng)。并對局部橋面板變形引起的鋪裝厚度差異進行分析。1.3.2研究內(nèi)容（1）首先對根據(jù)文獻，對溫度場理論進行研究，判斷使用有限元軟件ABAQUS來模擬溫度場分布及溫度下映。再通過對鋼橋面溫度實測值與模擬值的對比分析，確定選取合適的熱力學(xué)邊界條件和材料的熱工參數(shù)。（2）其次建立溫度場分布模型，確定其在豎向和水平方向的溫度分布規(guī)律，并對澆筑區(qū)域豎向及橫向的仿真溫度值進行擬合，判斷國內(nèi)規(guī)范是否能適用于高溫澆筑。然后對影響溫度分布的各種影響因素進行對比分析，確定溫度場分布的最不利影響條件。（3）最后建立高溫澆筑鋪裝下鋼箱梁溫度效應(yīng)模型，賦予自重荷載和邊界條件，施加溫度荷載及機械荷載，得到局部溫度應(yīng)力，研究荷載作用下鋼箱梁總體應(yīng)力響應(yīng)和橋面板系的應(yīng)力響應(yīng)。并對橋面板變形引起的鋪裝層厚度差異進行研究。本文技術(shù)路線如圖1-2所示，研究內(nèi)容主要概括為：圖1-2技術(shù)路線Fig1-2Technologyroadmap

7在微分方程的基礎(chǔ)上，結(jié)合三類傳熱邊界進行求解，即：第一類邊界條件(在邊界上賦予溫度值)，，，t（2-2）第二類邊界條件(在邊界上賦予熱流密度)t（2-3）第三類邊界條件(對流換熱條件)t（2-4）式中，，，為邊界外法線的方向余弦；為Sl上的溫度；為S2上的熱流密度，W/m2；為熱交換系數(shù)，W/m2k。因此，在瞬態(tài)溫度場模擬中，需要對鋪裝層和鋼橋賦予初始溫度、太陽輻射產(chǎn)生的熱流密度和與周圍空氣的對流換熱系數(shù)。2.3鋪裝環(huán)境中的熱力學(xué)邊界條件在鋼橋面鋪裝施工過程中，其周邊環(huán)境及鋪裝相關(guān)材料的差異都會對溫度場產(chǎn)生很大的影響，如圖2-1所示。周邊環(huán)境影響因素主要包括太陽輻射、周邊溫度及風(fēng)速變化，而材料差異主要是鋼板和瀝青表面的輻射率、鋼板與鋪裝層間的傳熱效果。鋼橋面鋪裝溫度場主要通過熱傳導(dǎo)、熱輻射及對流換熱。鋪裝層表面直接吸收太陽輻射并將部分能量反射到大氣中；由于橋梁與周圍環(huán)境的溫差，橋梁系統(tǒng)與周圍大氣對流換熱；采用熱傳導(dǎo)法在鋼橋面上鋪設(shè)高溫瀝青，熱量從高溫瀝青傳遞到鋼箱梁中。下文將對這些因素進行具體的描述。圖2-1鋼橋面鋪裝環(huán)境示意圖Fig2-1Schematicdiagramofsteeldeckpavementenvironment2.3.1太陽輻射量太陽輻射一般包括太陽直接輻射、散射和表面反射。


本文編號：2992220