学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

混凝土空心桥墩温度场试验研究

作　者: 陈天地
导　师: 张亮亮
学　校: 重庆大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 空心桥墩试验水化热日照温度场通气孔
分类号: U443.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 140次
引　用: 4次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着我国铁路的不断建设,大量的空心桥墩应用于铁路桥梁。这些置于自然环境中的高大桥墩结构,长期经受自然界气温变化和日辐射等恶劣环境的作用。由于混凝土结构的导热性能差,其周围环境气温及日辐射等的作用,将使表面温度迅速上升（降低）,但结构的内部温度仍处于原来状态,因而在混凝土结构中形成较大的温度梯度,混凝土结构的各部分处于不同的温度状态。由此产生的温度变形,在结构受到内、外约束阻碍时,将会产生相当大的温度应力。在桥梁结构中,有时该应力比荷载产生的应力还大,直接影响到桥梁结构的安全。然而现有的桥梁规范并没有对空心桥墩的温度荷载作出明确的规定,因此对混凝土空心桥墩温度场进行试验研究是非常有工程实用价值的。本研究为铁道部重点科研项目,以襄渝二线牛角坪特大桥3号桥墩以及新杨家湾特大桥7号桥墩为工程背景,在模型试验以及现场实测的基础上,重点研究了铁路特大混凝土空心桥墩水化热温度场,一般铁路混凝土空心墩日照作用下温度场,以及通气孔对空心墩内外温度差的影响。本文对混凝土空心桥墩温度场的研究方法,主要是采用试验室模型试验、理论计算分析以及现场实测相结合的方法进行。首先在试验室进行模型试验,然后现场实测空心桥墩温度场,并将试验结果、实测结果与计算结果进行对比分析,得出了以下一些初步结论:①试验与实测数据表明,对特大型混凝土空心桥墩而言水化热对墩身的危害是非常严重的,应该引起工程人员的重视。②混凝土浇注完成后应该慎重选择模板的拆除时间,拆除模板后应采取相应措施来减小内外温差的跳跃,从而减小桥墩表面开裂的可能性。③对壁厚特别大的空心桥墩,为了减少混凝土水化热对桥墩的危害有必要采取一些有针对性地措施。④单日的日照作用对桥墩温度场的影响深度通常在0.9米范围以内,即距桥墩外表面0.9米距离以后,墩壁内的温度场几乎不受单日日照作用的影响。⑤由日照作用引起的桥墩壁内温差按指数曲线分布,其经验方程可表示为: T_x = T₀e^-β-x⑥仅日照作用对空心桥墩内外壁温差影响作用有限,因此一般不对桥墩设计起控制作用。⑦《桥规》规定的通气孔设置方法,对于降低因环境温度改变而引起的空心桥墩内外空气温差效果是很明显的,对桥墩是有利的。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-16
  1.1 前言  10
  1.2 桥梁结构温度场的研究概述  10-12
    1.2.1 国外研究概述  11
    1.2.2 国内研究概述  11-12
  1.3 工程背景及主要研究内容  12-15
    1.3.1 工程背景  12-14
    1.3.2 主要研究内容  14-15
  1.4 本章小结  15-16
2 基本理论与试验介绍  16-30
  2.1 混凝土的热传导理论  16-19
    2.1.1 混凝土的热学性能  16-17
    2.1.2 固体的热传导方程  17-19
  2.2 国内外桥梁设计规范中有关温度荷载的规定  19-26
    2.2.1 英国桥梁规范（BS—5400）第二篇关于温度荷载规定  19-21
    2.2.2 澳大利亚国家道路管理局全国协会的规定  21
    2.2.3 新西兰桥梁规范的规定  21
    2.2.4 日本道路桥梁设计标准(1978)  21-22
    2.2.5 美国AASHTO 规范的规定  22
    2.2.6 瑞士桥梁规范  22
    2.2.7 中国公路桥规JTG D62-2004 的规定  22-23
    2.2.8 中国铁路桥涵设计规范的规定  23-26
  2.3 桥墩温度试验模型的设计  26-27
    2.3.1 模型比例的选择  26
    2.3.2 模型材料的选择  26
    2.3.3 边界条件和荷载情况的选择  26-27
  2.4 测试仪器  27-28
  2.5 本章小结  28-30
3 水化热温度场的试验研究  30-50
  3.1 前言  30-31
  3.2 桥墩混凝土水化热温度场试验研究  31-42
    3.2.1 现场实测牛角坪特大桥3 号墩水化热温度场  32-37
    3.2.2 试验室实测牛角坪特大桥3 号墩模型水化热温度场  37-42
  3.3 桥墩混凝土水化热温度场试验与计算结果对比  42-46
    3.3.1 牛角坪特大桥3 号墩水化热温度场试验与计算结果对比  42-44
    3.3.2 牛角坪特大桥3 号墩模型水化热温度场试验与计算结果对比  44-46
  3.4 防止水化热作用引起桥墩早期裂缝的措施  46-47
  3.5 本章小结  47-50
4 日照作用下温度场的试验研究  50-74
  4.1 前言  50-51
  4.2 试验基本情况  51-53
  4.3 日照作用下的温度场分布试验与计算结果  53-72
    4.3.1 壁厚30cm 模型在日照作用下的温度场分布试验与计算结果  54-55
    4.3.2 壁厚40cm 模型在日照作用下的温度场分布试验与计算结果  55-56
    4.3.3 壁厚50cm 模型在日照作用下的温度场分布试验与计算结果  56-58
    4.3.4 壁厚60cm 模型在日照作用下的温度场分布试验与计算结果  58-59
    4.3.5 壁厚70cm 模型在日照作用下的温度场分布试验与计算结果  59-61
    4.3.6 壁厚90cm 模型在日照作用下的温度场分布试验与计算结果  61-63
    4.3.7 壁厚100cm 模型在日照作用下的温度场分布试验与计算结果  63-64
    4.3.8 实际桥墩在日照作用下的温度场分布实测与计算结果  64-70
    4.3.9 桥墩内壁温度随时间变化的试验与实测结果  70-72
  4.4 本章小结  72-74
5 混凝土空心桥墩通气孔试验研究  74-78
  5.1 前言  74
  5.2 日照作用下混凝土空心墩内外空气温度实测结果  74-77
    5.2.1 新杨家湾特大桥7 号墩内外空气温度实测结果  74-76
    5.2.2 牛角坪特大桥3 号墩内外空气温度实测结果  76-77
  5.3 本章小结  77-78
6 结论与建议  78-80
  6.1 本文得到的结论  78
  6.2 需要进一步研究的工作  78-80
致谢  80-82
参考文献  82-84
附录  84-85
  A 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目  84-85
  B 作者在攻读硕士学位期间发表的论文  85

混凝土空心桥墩温度场试验研究

内容摘要

全文目录

相似论文