發(fā)布時間：2017-11-07 23:25

  本文關(guān)鍵詞：隔熱混凝土鋪裝梁橋的溫度場和溫度應(yīng)力研究

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【摘要】：在外界環(huán)境中的混凝土梁橋,除承受結(jié)構(gòu)自重和車輛、行人等移動荷載外,還會長期經(jīng)受太陽日照輻射和大氣溫度變化等劇烈作用。在混凝土梁橋中,根據(jù)現(xiàn)行公路與橋梁設(shè)計規(guī)范規(guī)定的溫度梯度值計算其溫度應(yīng)力,在某些跨徑和跨數(shù)條件下,溫度梯度作用產(chǎn)生的應(yīng)力,接近甚至超過移動荷載所產(chǎn)生的應(yīng)力。為了抵抗由溫度作用產(chǎn)生的應(yīng)力,需要配置大量的預(yù)應(yīng)力鋼筋或普通鋼筋。基于此研究背景,本文提出一種采用隔熱混凝土作為橋面鋪裝層的方法,通過降低橋面鋪裝層的導(dǎo)熱系數(shù),降低溫度梯度數(shù)值,從而降低主梁的溫度應(yīng)力,可大幅度降低工程造價。本文從傳熱學(xué)、太陽物理學(xué)、熱彈性理論和結(jié)構(gòu)分析理論出發(fā),利用數(shù)值模擬和理論推導(dǎo)方法,對設(shè)有隔熱混凝土鋪裝層的混凝土箱梁橋的溫度場和溫度應(yīng)力進行深入細致地研究,旨在揭示設(shè)有隔熱混凝土鋪裝層的混凝土箱梁橋的日照溫度場和溫度應(yīng)力特點、規(guī)律及其對結(jié)構(gòu)行為的影響,為該類橋梁的設(shè)計提供理論依據(jù)。本文的主要工作及研究成果如下：(1)以3*28m連續(xù)箱梁橋為研究對象,以ANSYS有限元分析軟件為工具,建立了包括隔熱混凝土鋪裝層和混凝土箱梁的三維實體模型。在驗證數(shù)值模型的可行性和準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上,對設(shè)有隔熱鋪裝層的混凝土箱梁的溫度場進行相關(guān)熱物理參數(shù)(即隔熱混凝土導(dǎo)熱系數(shù)、厚度)的敏感度分析,基于最佳隔熱效果優(yōu)化相關(guān)參數(shù)。結(jié)果表明：隔熱層參數(shù)變化對箱梁頂板溫度場產(chǎn)生顯著影響,而對其他部位影響較小。通過參數(shù)優(yōu)化對比分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)隔熱層厚度為10cm時,箱梁頂板的溫度分布較為均勻,沿其高度方向的溫度梯度較小,隔熱降溫效果較為理想。(2)總結(jié)數(shù)值模擬結(jié)果及上述分析,得出設(shè)有隔熱混凝土鋪裝層的混凝土箱梁溫度場的溫度梯度模式,并對其適用性提出相關(guān)建議。(3)對設(shè)有隔熱層混凝土箱梁的溫度應(yīng)力進行參數(shù)(即隔熱層導(dǎo)熱系數(shù)、厚度)的敏感度分析,研究縱、橫橋向的溫度應(yīng)力,基于最佳隔熱效果優(yōu)化相關(guān)參數(shù)。結(jié)果表明：隔熱層參數(shù)變化對箱梁橫、縱向溫度應(yīng)力影響顯著。通過參數(shù)優(yōu)化對比分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)隔熱層厚度為10cm,導(dǎo)熱系數(shù)為0.3W/(m·K)時,可以顯著地改善箱梁的受力狀態(tài)。(4)進一步研究在箱梁中使用隔熱混凝土鋪裝層帶來的社會經(jīng)濟效益,說明其對改善箱梁結(jié)構(gòu)受力狀況和提高經(jīng)濟效益方面的有利影響。以3*28m連續(xù)箱梁橋為例,重點進行經(jīng)濟性對比,對其應(yīng)用前景做出展望。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U441.5;U443.33

【參考文獻】

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1 錢振東;胡靖;劉煈;楊宇明;;澆注式瀝青混凝土攤鋪溫度對鋼箱梁力學(xué)響應(yīng)及變形效應(yīng)影響[J];土木工程學(xué)報;2015年02期

2 陶，

本文編號：1154588