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大跨径连续刚构桥温度效应与收缩徐变效应分析

作　者: 殷灿彬
导　师: 王解军
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 温度场收缩徐变大跨径连续刚构桥温度效应顶推
分类号: U441.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

近年来,随着国家经济的发展,我国建立了相当多的大跨径预应力混凝土连续刚构桥。温度效应与收缩徐变效应对于此类桥的设计及使用具有重要影响。虽然在混凝土连续刚构桥温度效应与收缩徐变效应方面的研究已取得了广泛的成果,但是目前针对实桥的研究较少。本文以龙潭河特大桥为工程背景,实测了太阳辐射下箱梁截面和空心墩截面温度场的分布,获得了龙潭河特大桥箱梁竖向温差分布拟合曲线及空心墩沿桥梁纵向的温差分布拟合曲线。运用有限元软件ANSYS,根据实测温度梯度模式,在不同的工况下采用不同的计算模型对龙潭河特大桥的外约束温度应力和温度自应力,进行分析,得出了一些有益结论。连续刚构桥实际合拢温度高于设计合拢温度时,合拢温差将使墩顶产生水平位移,导致结构产生温度附加内力,本文提出了两种关于顶推力的计算方法：消除墩顶水平位移法和消除主梁拉力法。按上述两种方法分别计算了龙潭河特大桥高温合拢时的水平顶推力,通过分析比较,两者的计算结果基本一致,且消除主梁拉力法更为简单快捷。运用有限元软件桥梁博士,分析计算了收缩徐变对桥梁结构的挠度和应力的影响,得出相关结论。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-20
  1.1 预应力混凝土连续刚构桥发展概况  10-12
  1.2 连续刚构桥温度特性及研究概况  12-16
    1.2.1 温度作用的效应  12-13
    1.2.2 连续刚构桥的温度特性  13
    1.2.3 温度导致结构破坏的实例  13-14
    1.2.4 国内外对桥梁结构温度效应的研究状况  14-16
  1.3 混凝土收缩徐变效应的研究概况  16-17
  1.4 研究内容  17-18
    1.4.1 课题来源  17-18
    1.4.2 研究目的及主要研究内容  18
  1.5 小结  18-20
2 混凝土结构的温度效应分析理论  20-30
  2.1 温度荷载的分类、成因和特点  20-21
  2.2 混凝土箱梁温度效应分析  21-25
    2.2.1 平面梁温度应力计算理论  21-23
    2.2.2 空间模型温度应力计算理论  23-25
  2.3 国内外桥梁设计标准关于箱梁温度梯度的规定  25-29
  2.4 小结  29-30
3 连续刚构桥日照温度场的现场实测与分析  30-54
  3.1 工程背景  30-31
  3.2 试验方法和测点布置  31-33
  3.3 墩身实测数据及分析  33-41
    3.3.1 波形分析  35-39
    3.3.2 内外壁温差分析  39-41
    3.3.3 桥墩在高度方向的温度分布情况  41
    3.3.4 双肢薄壁墩之间的影响  41
  3.4 箱梁实测数据及分析  41-48
    3.4.1 波形分析  42-45
    3.4.2 温差分析  45-48
  3.5 本文提出的温度梯度模式  48-51
    3.5.1 桥墩温度梯度模式  48-50
    3.5.2 箱梁温度梯度模式  50-51
    3.5.3 本文提出的温度梯度模式与有关规范的比较  51
  3.6 小结  51-54
4 连续刚构桥温度效应实例分析  54-72
  4.1 ANSYS概述  54-55
  4.2 温度效应实桥计算分析  55-67
    4.2.1 计算模型  55-57
    4.2.2 大跨径桥梁日照温度效应分析  57-63
    4.2.3 大跨径桥梁年温度效应分析  63-67
  4.3 悬臂施工中日照温差影响的主动修正  67-69
    4.3.1 位移修正  67-68
    4.3.2 应力修正  68-69
  4.4 小结  69-72
5 连续刚构桥高温合拢顶推力的计算与现场测试  72-84
  5.1 计算工况与计算模型  72-73
    5.1.1 计算工况  72
    5.1.2 计算模型  72-73
  5.2 按消除墩顶水平位移法计算合拢顶推力  73-77
    5.2.1 基本思路  73-74
    5.2.2 合拢温差引起的墩顶水平偏位  74
    5.2.3 顶推力计算结果  74-76
    5.2.4 施加顶推力后各墩墩顶的位移  76-77
  5.3 按消除主梁拉力法计算合拢顶推力  77-78
    5.3.1 基本思路  77-78
    5.3.2 顶推力计算结果  78
  5.4 两种计算方法的比较  78-79
    5.4.1 计算过程  78-79
    5.4.2 计算原理  79
    5.4.3 计算结果  79
  5.5 顶推前后的应力变化  79-81
  5.6 现场测试  81-82
  5.7 小结  82-84
6 大跨径连续刚构桥收缩徐变效应分析  84-102
  6.1 混凝土的收缩  84-87
    6.1.1 混凝土收缩的成因  84
    6.1.2 影响混凝土收缩的因素  84-85
    6.1.3 估算收缩的方法  85-87
  6.2 混凝土徐变的成因  87-92
    6.2.1 影响混凝土徐变的因素  88-89
    6.2.2 徐变数值分析方法  89-92
  6.3 大跨径连续刚构桥收缩徐变效应分析  92-99
    6.3.1 计算模型  92-94
    6.3.2 收缩徐变效应实桥计算结果及分析  94-99
  6.4 小结  99-102
7 结论  102-104
参考文献  104-110
附录A (攻读学位期间发表的学术论文目录)  110-112
致谢  112

大跨径连续刚构桥温度效应与收缩徐变效应分析

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