中承式鋼管混凝土拱橋溫度場及溫度效應(yīng)分析.pdf

1、本文主要探討了置于自然環(huán)境中的鋼管混凝土拱橋由于受到環(huán)境因素影響(特別是太陽輻射的影響)，其拱肋截面內(nèi)的溫度非均勻分布以及沿拱肋縱向的溫度非均勻分布。在此基礎(chǔ)上計算了特定位置(拱腳處、靠近橋面約L/4處和拱頂處)截面內(nèi)由于非均勻溫度分布引起的截面自應(yīng)力，以及由于均勻溫升溫降荷載所引起的拱肋內(nèi)的效應(yīng)。 首先基于傳熱學(xué)基本原理給出溫度計算的理論公式。采用已有的溫度場計算方法考慮自然環(huán)境(特別是太陽輻射影響)對拱肋截面表面的熱流量進行

2、分析計算，給出鋼管混凝土截面溫度場計算的解析方法，然后結(jié)合有限元方法，求解結(jié)構(gòu)溫度場的數(shù)值解，并在實驗的基礎(chǔ)上，驗證以計算方法的可行性。實驗中對鋼管混凝土構(gòu)件內(nèi)部溫度分布進行測量，借助通用有限元程序?qū)嶒灅?gòu)件進行計算，計算結(jié)果與實測值是吻合的，驗證了計算方法的正確性，并將此方法應(yīng)用到實橋的計算中。選取了長安大學(xué)人行天橋中承式鋼管混凝土提籃拱，在具有代表性的天氣條件下，對拱肋特定截面表面溫度進行實測，結(jié)合實測結(jié)果對拱肋截面溫度場進行計算，

3、得出拱肋特定截面的非均勻溫度分布。在此基礎(chǔ)上，計算拱肋截面由非均勻溫度分布引起的溫度自應(yīng)力以及拱肋在均勻溫降溫升荷載下拱肋內(nèi)的效應(yīng)。計算結(jié)果驗證了溫降荷載為不利荷載，在不利荷載下由溫度引起的效應(yīng)與自重引起的效應(yīng)相當。通過實測結(jié)果可知，中承式鋼管混凝土拱橋其溫度分布沿橋縱向也是非均勻分布的，靠近橋面的拱肋截面的溫度要比拱頂截面溫度高出5度左右，比拱腳截面高出10度左右。 論文所得出的結(jié)論對于鋼管混凝土拱橋溫度場以及溫度效應(yīng)的計算有