【摘要】：鋼箱梁由于具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、抗扭剛度大、施工便利等特點(diǎn),越來越廣泛地應(yīng)用于懸索橋、斜拉橋主梁建設(shè)之中。斜拉橋作為超靜定體系,因其鋼箱梁熱膨脹系數(shù)大,導(dǎo)熱快,溫度場分布較為復(fù)雜,溫度效應(yīng)較顯著,對(duì)結(jié)構(gòu)的影響不容忽視。斜拉橋成橋狀態(tài)由于溫度作用往往會(huì)跟設(shè)計(jì)狀態(tài)有所區(qū)別,尤其是鋼箱梁在施工過程中因其沒有鋪裝層的遮擋,溫度效應(yīng)更加顯著。我國規(guī)范給出的鋼-混疊合梁截面的溫度梯度模式并不適用于無鋪裝鋼箱梁,研究無鋪裝鋼箱梁溫度梯度顯得尤為重要。本文以沱江四橋?yàn)楣こ瘫尘?在施工過程中對(duì)其無鋪裝鋼箱梁溫度場進(jìn)行了為期3個(gè)月的監(jiān)測(cè),以溫度場監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),分析鋼箱梁各板件隨時(shí)間變化的規(guī)律,根據(jù)熱傳導(dǎo)理論和有限元原理采用ANSYS計(jì)算鋼箱梁在施工過程中的溫度場,并借助Midas/Civil分別研究鋼箱梁頂推施工過程和斜拉狀態(tài)溫度梯度對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)闡述了鋼箱梁日照參數(shù)確定方法和熱工參數(shù)選取方法,按照所闡述的方法得到了鋼箱梁各板件的綜合換熱系數(shù)h和綜合大氣溫度Tsa。(2)利用ANSYS建立第三類邊界條件(已知綜合換熱系數(shù)h和綜合大氣溫度Tsa)下無鋪裝鋼箱梁溫度場計(jì)算模型,在此基礎(chǔ)上,研究參數(shù)變化對(duì)鋼箱梁溫度場的影響。(3)對(duì)無鋪裝鋼箱梁溫度場進(jìn)行長期監(jiān)測(cè),分析鋼箱梁溫度場隨時(shí)間變化的規(guī)律;給出不同天氣下鋼箱梁沿橫橋向、豎向的溫度場分布;將實(shí)測(cè)溫度與理論計(jì)算溫度進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了理論計(jì)算的準(zhǔn)確性。(4)根據(jù)不同時(shí)刻實(shí)測(cè)鋼箱梁溫度場確定了鋼箱梁縱隔板最不利溫度梯度模式。(5)分析無鋪裝鋼箱梁溫度梯度對(duì)其頂推受力狀態(tài)的影響,確定溫度梯度對(duì)鋼箱梁應(yīng)力、線型、支反力以及合攏口寬度的影響量。(6)對(duì)比分析擬合的無鋪裝鋼箱梁溫度梯度模式和BS5400無鋪裝溫度梯度模式所引起的斜拉橋溫度效應(yīng),比較在兩種模式下,鋼箱梁的應(yīng)力、位移以及斜拉索索力情況。
【圖文】：

１．３研究背景逡逑１．３．１課題來源逡逑本文課題來源于“四川省瀘州市沱江四橋主橋施工監(jiān)控輔控項(xiàng)目”，主橋鋼箱梁在逡逑頂推過程中的溫度場監(jiān)測(cè)及其溫度效應(yīng)研宄屬于該項(xiàng)目研宄中的一部分。逡逑（１）項(xiàng)目背景逡逑四川省瀘州市沱江四橋主橋?yàn)楠?dú)塔雙索面斜拉橋結(jié)構(gòu)形式，斜拉索主跨編號(hào)為逡逑Ｍｌ？Ｍ１５，邊跨編號(hào)為Ｓ１￣Ｓ１５，共３０對(duì)，跨徑布置為５５＋２００＋５８＋５０ｍ，主橋主梁采用逡逑鋼－砼混合梁，主跨鋼箱梁段長２４４．７５ｍ，，邊跨混凝土梁段長１１６．５ｍ。引橋采用等截面逡逑混凝土連續(xù)梁，城西方向引橋跨徑布置為３Ｘ４５ｍ，城北方向引橋跨徑布置為４Ｘ４５ｍ，逡逑總體布置圖如圖１．１所示。主橋鋼箱梁橫截面為ＰＫ斷面形式，內(nèi)輪廓線高３．４５２ｍ，頂逡逑板寬為４９．０ｍ，設(shè)２％的雙向橫坡，斜底板寬８．２２ｍ，水平底板寬７．４ｍ，鋼箱梁橫截面如逡逑圖１．２所示。逡逑３Ｘ４５ｍ邐，邋５５ｍ２００ｍ邐５８ｍ５０ｍ４Ｘ４５ｍ邐＇．：ｉ逡逑

（２）橋址處溫度環(huán)境逡逑沱江四橋主橋橋址處位于四川盆地的南端邊緣，地處東經(jīng)１０５．４３°邋，北緯２８．８７°邋，逡逑屬丘陵區(qū)準(zhǔn)南亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，春秋季暖和，夏季炎熱，冬季不太冷，，年平均溫度逡逑１７．１°Ｃ？１８．５°Ｃ，年平均降雨量１１６１．邋００ｍｍ。每年的７、８月為瀘州市當(dāng)?shù)販囟茸罡咴路�，逡逑每年的１、２月為�?dāng)?shù)販囟茸畹驮路�，瀘州歷史最高氣溫為４３．２°Ｃ，歷史最低氣溫為－２°Ｃ。逡逑１．３．２研究思路、方法逡逑本文采用以實(shí)橋測(cè)試與理論分析（有限元法）相結(jié)合的研究方法研究鋼箱梁日照溫逡逑度場。首先確定求解溫度場所需要的邊界條件和相關(guān)熱力學(xué)計(jì)算參數(shù)，從而求出ＡＮＳＹＳ逡逑建模所需的綜合換熱系數(shù)和綜合大氣溫度；應(yīng)用有限元軟件ＡＮＳＹＳ計(jì)算主橋鋼箱梁在逡逑施工過程中的溫度場，將鋼箱梁各關(guān)鍵位置的計(jì)算溫度與現(xiàn)場實(shí)測(cè)溫度做比較，驗(yàn)證采逡逑用有限元方法計(jì)算鋼箱梁溫度場應(yīng)用于實(shí)際工程的可行性；基于主橋在頂推施工時(shí)的溫逡逑
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U448.27

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本文編號(hào)：2679040