混凝土箱梁和空心高墩溫度場及溫度效應研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)的導熱性能差，其表面與外界發(fā)生輻射、對流等熱交換的作用下，表面溫度迅速上升或者降低，但結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度仍處于原來狀態(tài)；再者，當出現(xiàn)寒潮時，混凝土表面溫度突然降低，而混凝土內(nèi)部會保持原來溫度，導致混凝土內(nèi)外溫差很大，在混凝土結(jié)構(gòu)中形成較大的溫度梯度。這種溫差會產(chǎn)生溫度變形，當結(jié)構(gòu)受到內(nèi)、外約束阻礙時，將會產(chǎn)生相當大的溫度應力。這種溫度應力和變形直接影響到混凝土結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和適用性。本文以鐵道部重點科技課題——艱險困難山區(qū)高

2、速鐵路橋梁關(guān)鍵技術(shù)研究中的第5個子課題為研究背景，主要工作如下：
　　根據(jù)傳熱學、天文學、太陽能物理學的理論，全面考慮混凝土結(jié)構(gòu)與外界之間的熱交換邊界，建立橋梁結(jié)構(gòu)日照溫度場分析理論模型。采用APDL參數(shù)化建立箱梁空間有限元溫度場分析模型進行計算，并對其準確性進行評價。分析了初始條件的定義對混凝土內(nèi)部克服初始溫度場，達到熱穩(wěn)態(tài)波動時間的影響。
　　設計、制作幸福源水庫實橋12＃橋墩高度中部截面高度1米的1：1節(jié)段模型和不同壁

3、板厚度的橋墩模型，進行模型試驗。用APDL參數(shù)化建立橋墩有限元溫度場分析模型，分析了橋墩方位角度、導熱系數(shù)、大氣透明度和壁板厚度對橋墩溫度場分布的影響。通過將實際測試結(jié)果與模型試驗結(jié)果、有限元計算結(jié)果相對比分析，最終得到混凝土空心橋墩沿壁厚的溫差曲線模式。
　　針對混凝土箱梁，通過改變壁板的厚度對其溫度場進行計算，提出了頂板和腹板厚度越大（頂板≥50cm，腹板≥40cm）時，溫差曲線才趨于穩(wěn)定。而我國鐵路規(guī)范在定義溫差曲線的時候是

4、當頂板、腹板壁厚≥26cm時，指數(shù)系數(shù)a'值就穩(wěn)定在10。
　　針對公路混凝土箱梁，通過對比計算混凝土鋪裝層、50mm瀝青混凝土鋪裝層和100mm瀝青混凝土鋪裝層這三種情況下，頂板表面點的溫度大小，提出了50mm瀝青混凝土鋪裝層反而使得箱梁的豎向溫度梯度不利，建議50mm瀝青混凝土鋪裝的1T值取為27。提出了公路混凝土箱梁上有鋪裝層時，其豎向溫度場的簡化半解析算法。
　　通過分析截面形狀和尺寸、截面倒角對溫度應力的影響發(fā)現(xiàn)，