钢管混凝土组合高墩连续刚构桥温度场测试与温度效应研究-桥梁与隧道工程专业论文.docxVIP

Temperature Temperature field test and effect analysis of concrete—filled steel tube continuous and rigid frame bridge by Xiao Xinhui B．E．(Changsha University of ScienceTechnology)2008 A thesis submitted in partial satisfaction of the Requirements for the degree of Master of Engineering Bridge and Tunnel Construction Changsha University of ScienceTechnology Supervisor Professor Liu Yang April，2011 长沙理工大学 长沙理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 协咏 日期：驯年厂月讥 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1、必威体育官网网址口，在——年解密后适用本授权书。 2、不必威体育官网网址囤。 (请在以上相应方框内打“√) 作者签名：1巧萝海 日期：乙‘1年，月诊El 导师签名：旁1遗切 El期：加c1年f-月淤日 摘 摘 要 温度效应往往会使桥梁结构产生较大的应力，温度应力会引起结构开裂，进 而影响结构的正常使用，甚至会导致结构破坏，因而对钢管混凝土连续刚构桥的 温度场做广泛而深入的研究显得尤为迫切。本文以雅泸高速公路的腊八斤特大桥 为工程背景，在实桥温度场的基础上，选择其中具有代表性的天气条件下钢管混 凝土连续刚构桥的温度场观测数据进行分析，并借助有限元软件ANSYS和 Midas／civil对结构温度场及温度效应进行分析。主要研究内容和结论如下： 1．简介箱形结构的温度场与温度荷载的相关理论，并对箱形结构温度场的数 值方程、边界条件及相关热力学参数进行了计算。 2．在对腊八斤特大桥现场温度测试的基础上，分析了在日照、降温等自然环 境下混凝土箱梁截面的温度场随时间变化的规律，得出箱梁截面的温度场分布。 用指数函数的形式对混凝土箱梁竖向温差曲线进行拟合，得出了我国西部地区无 铺装层混凝土箱梁竖向正温差曲线。 3．利用有限元软件ANSYS建立混凝土箱梁截面的温度场数值模型，按照桥 区位置的边界条件，计算箱梁截面温度场分布，并与现场测试结果进行对比分析， 得到适用于四川雅安地区的高墩大跨预应力混凝土箱梁温度场分布的数值计算方 法。 4．以现场温度测试为依据，着重分析了寒流作用下钢管混凝土组合截面温度 场的测试数据随时间的变化规律，其变化周期与气温变化周期基本一致，得出组 合结构截面的温度场分布形式，并通过origin数值拟合获得组合截面的温度梯度 函数，钢管混凝土柱截面径向的温度梯度近似于三次多项式的分布形式。 5．利用Midas civil／2010有限元软件建立全桥各个施工阶段的仿真模型，对 桥梁在施工阶段和成桥阶段的温度效应分别进行计算分析；将实测温度梯度模式 与各国规范温度梯度模式对结构的影响进行对比研究，并将得出各梯度模式作用 下结构的应力、内力、位移并进行比较分析；当体系升温时，顶板上缘受压，底 板下缘受拉，应力变化沿桥梁纵向呈正弦谐波衄线的特征；从四种不同温度模式 计算的结果来看，本文实测的温度梯度模式产生的效应与英国规范的计算结果较 为吻合，而与中、美规范效应数值差别较显著，表明各个地区的桥梁设计，以当 地实际温度场来模拟计算才更为合理。 关键词：混凝土箱梁；钢管混凝土；温度场；温度梯度；温度效应 AB AB STRACT Temperature effects tend to make the bridge a greater stress，temperature stress can cause structural cracking，thereby affecting the normal use of the structure，even le