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大跨度连续刚构桥箱梁温度效应研究

许春雷  
【摘要】:桥梁结构处在不断变化的自然环境条件下,将不可避免地受到周围环境的影响。周围环境的影响主要体现在:太阳日照辐射、周围气温变化等。由于混凝土为热的不良导体,桥梁结构在太阳辐射等作用下将产生非均匀温度场。这种时刻变化的瞬态温度场会在混凝土结构,特别是超静定结构体系中产生较大的温度自应力,从而对桥梁结构的耐久性产生潜在威胁。交替变化的温度场产生的温度自应力有时候甚至比结构其他外荷载作用更大,因此揭示混凝土结构温度的分布规律,具有十分重要的理论意义和现实意义。现场实测资料表明:不同地理环境条件和大气环境条件对桥梁结构的温差应力影响十分明显。不同气候条件、不同地区的混凝土温度分布具有不同的特点,特别是温差较大的区域其温差荷载对桥梁结构的应力状态及位移挠度的影响更为明显。我国河南林州太行山地区由于日照强烈,早晚温差大,这种特殊的气候条件对桥梁结构的温度场分布研究具有重要的意义。本文结合林州露水河特大桥,对桥梁结构箱梁在典型日照温差下的温度分布状态进行观测分析,并应用ANSYS建立箱梁截面模型模拟其温度分布,确定了符合林州太行山地区的温度梯度分布模式,具有重要的理论意义和工程实用价值。本文运用ANSYS软件建立了露水河大桥在悬臂施工阶段的三维实体模型,计算分析了温度荷载对施工过程箱梁的竖向位移和纵向应力的影响。最后,通过MIDAS/CIVIL建立露水河特大桥的三维梁单元全桥模型,计算分析了温度荷载对成桥运营阶段箱梁的竖向位移和纵向应力的影响,认为桥梁在运营阶段的温度效应不容忽视,在设计中应充分考虑温度荷载效应对桥梁结构的影响。


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