本文關(guān)鍵詞：曲線鋼箱梁橋溫度場及其效應(yīng)分析

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【摘要】：近年來,鋼結(jié)構(gòu)橋型在城市中小橋梁中得到越來越多的應(yīng)用,其中曲線鋼箱梁橋占有相當(dāng)大的比例。由于鋼材具有自重輕、比熱小、溫度膨脹系數(shù)大等特點,日照條件下,鋼箱梁頂?shù)装鍦夭钭畲罂蛇_30℃左右,并沿豎向呈非線性分布。在溫度荷載作用下,曲線鋼箱梁橋的內(nèi)側(cè)支座極易出現(xiàn)負反力、脫空,從而引發(fā)傾覆失穩(wěn)風(fēng)險；其結(jié)構(gòu)受力及變形也變得更為復(fù)雜,疲勞易損部位的應(yīng)力狀態(tài)也因溫度效應(yīng)而明顯改變,進而影響結(jié)構(gòu)的疲勞性能。本文以中國杭州地區(qū)一座三跨曲線連續(xù)鋼箱梁橋為工程背景,對曲線鋼箱梁橋的溫度場及其效應(yīng)進行研究,開展了以下幾個方面的工作：(1)對背景橋的溫度場進行現(xiàn)場實測及數(shù)值模擬,然后通過擬合分析確定了基于鋼箱梁頂?shù)装鍦夭畹囊詄為底的指數(shù)函數(shù)型溫度場模式。運用該溫度場模式,對溫度變化引起的支座脫空位移進行了數(shù)值模擬并與實測值進行對比,驗證了該溫度場模式的準(zhǔn)確有效性。(2)基于研究得到的溫度場模式,對曲線鋼箱梁橋傾覆穩(wěn)定的溫度效應(yīng)進行了研究。通過對溫度荷載、結(jié)構(gòu)自重及車輛偏載等共同作用下支點反力變化情況的分析,確定了以兩中支座中心連線作為轉(zhuǎn)動軸的曲線鋼箱梁橋傾覆失穩(wěn)模式,討論了支點壓重及調(diào)整支座布置等設(shè)計對策。并將本文成果應(yīng)用于其他同類橋梁,評估其傾覆穩(wěn)定的溫度效應(yīng)并加以解決。(3)依托研究得到的溫度場模式,對曲線鋼箱梁橋疲勞性能的溫度效應(yīng)進行了討論。采用疲勞壽命評估的熱點應(yīng)力法,分析了溫度荷載對背景橋疲勞壽命的影響；得到溫度荷載會因為增大了曲線鋼箱梁橋疲勞易損部位的平均應(yīng)力而顯著降低其疲勞壽命的結(jié)論。建議在今后曲線鋼箱梁橋的設(shè)計施工中,必須對曲線鋼箱梁橋疲勞性能的溫度效應(yīng)加以考慮。
【關(guān)鍵詞】：曲線橋梁 鋼箱梁 溫度場 溫度效應(yīng) 傾覆穩(wěn)定 疲勞性能
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U441
【目錄】：

• 致謝4-6
• 摘要6-7
• Abstract7-19
• 1 緒論19-33
• 1.1 曲線梁橋的概況19-21
• 1.1.1 曲線梁橋的定義19
• 1.1.2 曲線梁橋的特點19-20
• 1.1.3 曲線梁橋的現(xiàn)存問題20-21
• 1.2 混凝土箱梁溫度場的研究現(xiàn)狀21-27
• 1.2.1 溫度場的國外研究現(xiàn)狀21-22
• 1.2.2 溫度場的國內(nèi)研究現(xiàn)狀22-24
• 1.2.3 各國規(guī)范關(guān)于溫度荷載的規(guī)定24-27
• 1.3 曲線鋼箱梁橋的溫度場及效應(yīng)研究27-30
• 1.3.1 鋼箱梁溫度場的研究現(xiàn)狀27-28
• 1.3.2 曲線梁橋溫度場的研究現(xiàn)狀28-29
• 1.3.3 曲線鋼箱梁橋溫度效應(yīng)研究的必要性29-30
• 1.4 本文的工程背景與主要研究內(nèi)容30-33
• 1.4.1 背景工程介紹30-31
• 1.4.2 本文主要內(nèi)容及思路31-33
• 2 現(xiàn)場監(jiān)測分析33-43
• 2.1 概述33
• 2.2 監(jiān)測方案33-36
• 2.2.1 溫度觀測方案33-35
• 2.2.2 應(yīng)力觀測方案35
• 2.2.3 支座位移觀測方案35-36
• 2.3 監(jiān)測結(jié)果及分析36-42
• 2.3.1 溫度監(jiān)測結(jié)果及分析36-39
• 2.3.2 溫度應(yīng)力監(jiān)測結(jié)果及分析39-40
• 2.3.3 支座位移監(jiān)測結(jié)果及分析40-42
• 2.4 本章小結(jié)42-43
• 3 鋼箱梁的溫度場模式43-62
• 3.1 概述43
• 3.2 日照溫度場的形成原理43-45
• 3.3 無鋪裝層溫度場的模擬分析45-57
• 3.3.1 參數(shù)獲取45-48
• 3.3.2 有限元模擬48-51
• 3.3.3 擬合分析51-57
• 3.4 鋪裝層對溫度場的影響57-61
• 3.5 本章小結(jié)61-62
• 4 曲線鋼箱梁橋傾覆穩(wěn)定的溫度效應(yīng)分析62-77
• 4.1 概述62
• 4.2 曲線梁橋的穩(wěn)定性特點62-63
• 4.3 溫度場對曲線鋼箱梁橋的穩(wěn)定性影響63-69
• 4.4 曲線梁橋的抗傾覆對策及應(yīng)用69-76
• 4.4.1 抗傾覆對策69-73
• 4.4.2 其他應(yīng)用實例73-76
• 4.5 本章小結(jié)76-77
• 5 曲線鋼箱梁橋疲勞性能的溫度效應(yīng)分析77-103
• 5.1 概述77
• 5.2 鋼橋的疲勞及評估77-80
• 5.2.1 疲勞的破壞機理77-79
• 5.2.2 疲勞性能的影響因素79-80
• 5.3 基于熱點應(yīng)力法的疲勞壽命評估方法80-85
• 5.3.1 鋼橋疲勞壽命的評估方法80-81
• 5.3.2 熱點應(yīng)力法的定義81-83
• 5.3.3 熱點應(yīng)力的求解83-85
• 5.4 溫度場對疲勞壽命影響的評估方法探討85-92
• 5.4.1 疲勞荷載模型85-86
• 5.4.2 疲勞易損部位的確定86-88
• 5.4.3 應(yīng)力幅的統(tǒng)計方法-蓄水池法88-89
• 5.4.4 疲勞評估的S-N曲線89-91
• 5.4.5 評估方法與流程91-92
• 5.5 工程應(yīng)用—溫度場對疲勞壽命影響評估92-102
• 5.6 本章小結(jié)102-103
• 6. 結(jié)論與展望103-104
• 6.1 結(jié)論103
• 6.2 展望103-104
• 參考文獻104-111
• 作者簡介111

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本文編號：765991