混凝土箱梁日照溫度效應(yīng)有限元分析.pdf

1、在日照和氣溫變化等各種氣象因素作用下，混凝土橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部會產(chǎn)生隨時間變化的非線性溫度分布，進而產(chǎn)生溫度應(yīng)力?；炷料淞涸跇蛄航Y(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛，其日照溫度效應(yīng)十分顯著。由于該問題的復(fù)雜性，現(xiàn)有的計算方法還不夠完善，導(dǎo)致溫度梯度的取值和溫度應(yīng)力的計算存在較大誤差。近幾十年來，世界各國不斷有溫度應(yīng)力導(dǎo)致的箱梁裂損事故發(fā)生。因此，有必要對混凝土箱梁的日照溫度效應(yīng)進行深入研究。
　　論文以“牛角坪大橋箱梁溫度應(yīng)力及溫度變形試驗研究”這一科研課

2、題為背景，主要內(nèi)容及研究結(jié)論如下：
　　對牛角坪大橋的箱梁夏季表面溫度進行了連續(xù)測量，并用ANSYS軟件對混凝土箱梁的溫度場進行了仿真分析。將溫度值的計算結(jié)果和實測結(jié)果進行了對比，說明了計算得到的溫度場是準(zhǔn)確的，可以用來進行溫度效應(yīng)計算。
　　用ANSYS軟件對箱梁的日照橫向溫度應(yīng)力進行了有限元分析。分析了日照橫向溫度應(yīng)力的分布和變化規(guī)律，以及溫差曲線變化、截面幾何尺寸和箱梁倒角對橫向溫度應(yīng)力的影響。說明了下午的雙向溫差作用

3、對橫向溫度應(yīng)力的影響比上午更為顯著。對溫差曲線的計算和試驗位置進行了分析，為了準(zhǔn)確計算豎向溫差最大時刻箱梁的溫度效應(yīng)，短懸臂箱梁應(yīng)當(dāng)考慮對應(yīng)時刻的腹板橫向溫差作用。
　　對箱梁的日照縱向溫度效應(yīng)進行了有限元分析。建立了牛角坪大橋的全橋模型，分別計算了牛角坪大橋箱梁在豎向溫度梯度T=21.73ye-6.5y和橫向溫度梯度z14.75e-=T8z作用下的溫度效應(yīng)。
　　對鐵路橋涵設(shè)計規(guī)范(TB10002.3-2005)的溫度應(yīng)力

4、計算方法進行了分析，發(fā)現(xiàn)規(guī)范中的計算方法在某些方面還值得商榷，主要建議有：1)規(guī)范給出的沿梁高方向自約束應(yīng)力計算公式是假設(shè)底板厚度等于頂板厚度得出的，橫向框架約束彎矩計算公式則假設(shè)各壁板剛度相同。這對于橫截面各壁板的厚度差達數(shù)十厘米的大跨徑箱梁是不適用的。2)在計算橫向溫度應(yīng)力時，規(guī)范忽略了倒角的影響。這樣會低估溫度拉應(yīng)力，帶來較大誤差。3)引入板厚溫差曲線替代沿梁高(或梁寬)的溫差曲線來計算日照橫向溫度應(yīng)力是可行的。按規(guī)范規(guī)定的板厚溫