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(huì)產(chǎn)生隨時(shí)間變化的非線性溫度分布，進(jìn)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(wèn)題的復(fù)雜性，現(xiàn)有的計(jì)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(jì)算存在較大誤差。近幾十年來(lái)，世界各國(guó)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(duì)混凝土箱梁的日照溫度效應(yīng)進(jìn)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(yàn)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(duì)牛角坪大橋的箱梁夏季表面溫度進(jìn)行了連續(xù)測(cè)量，并用ANSYS軟件對(duì)混凝土箱梁的溫度場(chǎng)進(jìn)行了仿真分析。將溫度值的計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，說(shuō)明了計(jì)算得到的溫度場(chǎng)是準(zhǔn)確的，可以用來(lái)進(jìn)行溫度效應(yīng)計(jì)算。
　　用ANSYS軟件對(duì)箱梁的日照橫向溫度應(yīng)力進(jìn)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(duì)橫向溫度應(yīng)力的影響。說(shuō)明了下午的雙向溫差作用

3、對(duì)橫向溫度應(yīng)力的影響比上午更為顯著。對(duì)溫差曲線的計(jì)算和試驗(yàn)位置進(jìn)行了分析，為了準(zhǔn)確計(jì)算豎向溫差最大時(shí)刻箱梁的溫度效應(yīng)，短懸臂箱梁應(yīng)當(dāng)考慮對(duì)應(yīng)時(shí)刻的腹板橫向溫差作用。
　　對(duì)箱梁的日照縱向溫度效應(yīng)進(jìn)行了有限元分析。建立了牛角坪大橋的全橋模型，分別計(jì)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(duì)鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(TB10002.3-2005)的溫度應(yīng)力

4、計(jì)算方法進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)規(guī)范中的計(jì)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(jì)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(jì)算公式則假設(shè)各壁板剛度相同。這對(duì)于橫截面各壁板的厚度差達(dá)數(shù)十厘米的大跨徑箱梁是不適用的。2)在計(jì)算橫向溫度應(yīng)力時(shí)，規(guī)范忽略了倒角的影響。這樣會(huì)低估溫度拉應(yīng)力，帶來(lái)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(lái)計(jì)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