預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力的分析與研究.pdf

1、溫度應(yīng)力是引起預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋開(kāi)裂的重要原因之一，其中以日照作用產(chǎn)生的溫度荷載影響最大，也最難分析計(jì)算。迄今為止，各國(guó)規(guī)范在溫度梯度模式的選取上存在較大分歧，我國(guó)鐵路、公路橋規(guī)的溫度梯度曲線也完全不同。 本文通過(guò)一系列的天文學(xué)公式來(lái)模擬箱梁外邊界受太陽(yáng)輻射作用，以正弦函數(shù)模擬氣溫日變化過(guò)程，假定內(nèi)部空氣完全透射，運(yùn)用奧本海默網(wǎng)絡(luò)分析法計(jì)算箱內(nèi)混凝土邊界間的輻射換熱，并綜合考慮了內(nèi)外邊界面與周?chē)諝忾g的對(duì)流、輻射換熱，從Four

2、ier導(dǎo)熱方程出發(fā)，以泛函變分法推導(dǎo)建立了箱梁溫度場(chǎng)計(jì)算的二維有限元數(shù)學(xué)模型并提出了利用原有單元網(wǎng)格以有限元方法計(jì)算縱、橫向溫度自應(yīng)力的思路與方法。結(jié)合大量參考文獻(xiàn)，對(duì)邊界換熱系數(shù)、混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)等參數(shù)作了一些研究。 在上述理論模型的基礎(chǔ)上，用FORTRAN語(yǔ)言編制了通用有限元程序。該程序具備一定的前后處理功能，能夠考慮地理經(jīng)緯度、橋梁方位角和風(fēng)速等因素，分析任意形狀和尺寸的單箱單室截面任意時(shí)刻的二維日照溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力的分布

3、情況。用該程序計(jì)算一黃河鐵路連續(xù)梁橋主跨1/4截面的溫度場(chǎng)，其結(jié)果與監(jiān)控實(shí)測(cè)值吻合較好。同時(shí)，計(jì)算結(jié)果也表明溫度應(yīng)力值是相當(dāng)大的，必須引起重視。 以所編制的程序?yàn)楣ぞ撸治隽藰蛄鹤呦?、截面翼緣長(zhǎng)度、腹板高度及混凝土導(dǎo)熱系數(shù)和風(fēng)速等因素對(duì)截面溫度效應(yīng)的影響。由此提出：在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于翼緣較長(zhǎng)的公路橋梁，可以不考慮截面的橫向傳熱；而對(duì)于鐵路箱梁，特別是當(dāng)其接近東西走向時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮橫向溫差。新公路橋規(guī)折線模式的溫差曲線是較符合實(shí)際