柱板式空心高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋的溫度效應(yīng)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展，近十年我國鐵路建設(shè)得到了高速化發(fā)展，特別是在我國西部地區(qū)。西部地區(qū)以山地和黃土溝壑地形為主，地表高差懸殊。因此建造了一大批高墩大跨度的橋梁，其中以混凝土橋梁為主。這種橋梁結(jié)構(gòu)在日照輻射和氣溫變化等環(huán)境因素的影響下，會引起其結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度的非均勻變化，形成非線性溫度分布，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部纖維間發(fā)生非均勻的溫度變形，從而引起結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。當橋梁結(jié)構(gòu)是超靜定結(jié)構(gòu)時，還會引起溫度次內(nèi)力。溫度應(yīng)力可能會比外荷載產(chǎn)生的應(yīng)力還要大，是混凝

2、土橋梁結(jié)構(gòu)裂損的重要原因之一。因此，對混凝土橋梁的溫度效應(yīng)進行研究是有必要的。
　　本文以黃(陵)-韓(城)-侯(馬)鐵路線上的縱目溝特大連續(xù)剛構(gòu)橋為工程背景，對高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋的溫度效應(yīng)進行研究。前期對縱目溝大橋5＃新型柱板式空心高墩進行了現(xiàn)場溫度實測，并對實測數(shù)據(jù)分析，得到了橋墩的溫度場分布。本文主要進行如下工作：
　?。?）根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)分析結(jié)果，結(jié)合我國鐵路規(guī)范確定了箱梁的溫度場分布。通過研究設(shè)計圖紙資料和鐵路規(guī)

3、范及當?shù)貧庀筚Y料，確定了有限元模擬溫度場和計算溫度效應(yīng)的各種參數(shù)。
　?。?）用有限元軟件ANSYS建立全橋三維實體模型，模擬計算箱梁和橋墩的溫度場，將計算溫度值與理論值對比分析，找出與理論值差別最小的模擬溫度場的熱傳導時間。
　　（3）利用有限元軟件ANSYS計算順橋向日照、斜橋向日照、橫橋向日照、寒潮降溫及年溫差作用下全橋的溫度應(yīng)力，得到如下成果：
　?、僭陧槝蛳蛉照諘r箱梁端部和5＃橋墩墩頂都出現(xiàn)了沿縱橋向的最大位

4、移，分別為24.6mm和17.8 mm；在橫橋向日照時箱梁和5＃橋墩墩頂都出現(xiàn)了沿橫橋向的最大位移，分別為18.7 mm和15.1 mm；年溫差作用主要使連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁的兩端發(fā)生較大位移，最大值達52.5mm，設(shè)計時應(yīng)考慮到并設(shè)置好伸縮縫；②箱梁和橋墩在日照和寒潮作用下應(yīng)力場分布與溫度場分布相似，呈非線性分布；在日照溫差作用下外壁面受壓，內(nèi)壁面受拉，寒潮降溫作用下外壁面受拉，內(nèi)壁面受壓，最大壓應(yīng)力值達8.48MPa，日照和寒潮作用下拉應(yīng)