预应力混凝土箱梁桥的温度场和应力场

为较严密地计算预应力混凝土箱梁桥实时温度应力场，提出了计算温差应力场的新方法.基于箱梁表面热交换平衡理论，综合考虑环境条件、物理材料特征、几何性质以及桥梁走向对温度应力场的影响，采用热瞬态分析和热 结构耦合求解技术，实现任意时刻箱梁结构温度应力场的仿真.以杭州湾跨海大桥为例，进行了预应力箱梁温度和应力场的数值仿真，并与按公路桥规中的温度模式所计算的结果作了比较.结果表明，该方法能客观模拟实际边界，具有较高的计算精度，能合理解释常见温度裂缝的成因.     

混凝土箱梁截面稳态温度场的径向基函数配点法反演

为了解决混凝土箱梁温度效应分析过程中,对箱梁温度场进行仿真时,边界条件难以确定的问题,采用一种基于节点建模的无网格法数值计算理论,并基于无网格法理论的配点法,建立混凝土箱梁径向基函数配点法模型,对混凝土箱梁截面的稳态温度场反分析进行研究.研究结果表明,径向基函数配点法不仅能有效对混凝土箱梁温度场进行数值分析,而且能对缺失边界条件的混凝土箱梁温度场进行直接计算,无网格计算结果和有限元法结果吻合度较高.     

基于ANSYS的不平衡日照混凝土箱梁温度场分布研究

混凝土薄壁箱梁温度场受地理位置、风速风向、太阳辐射等多方面因素影响,而箱梁温度场分布又很大程度上决定了桥梁所受到的温度应力.本文以佳县黄河大桥为背景,针对左右两侧日照辐射不平衡的箱梁,通过现有地理资料与有限元软件进行了模拟仿真计算,最后与实测温度场数据对比,验证了模拟仿真计算结果的准确性,得到了各时刻箱梁截面在此种日照下的温度场分布,并利用有限元模型结果分析确定了此类桥梁薄壁箱梁各构件温度分布规律,可以为今后此种桥位箱型截面桥梁温度场计算提供参考.     

基于热流管单元的大体积混凝土一期冷却效果精细模拟

结合大岗山拱坝工程实例,基于ANSYS平台建立混凝土浇筑块及冷却水管精细仿真计算模型.通过数值仿真计算,分析冷却水管周围混凝土温度场及应力场随时间的变化规律,混凝土特征点的温度及应力与其距离冷却水管的距离之间的关系,以及水管周围混凝土温度梯度、应力梯度随时间的变化关系.在不同冷却水温度情况下对通水冷却过程进行数值仿真模拟,对比分析不同条件下仿真计算结果,确定一期冷却水温的合理范围;同时对开始通水时间进行仿真模拟计算,分析开始通水时间对混凝土温度及应力的影响.最后,综合分析各仿真计算结果,为工程实践中如何防止冷却水管周围混凝土温度裂缝的产生,提出几条合理的控制措施.     

高温作用下预应力混凝土梁热力学性能的数值模拟与分析

根据热力学理论及有限元分析方法,对高温作用下9根无粘结预应力混凝土扁梁的热力学性能进行了数值模拟。将模拟结果与试验数据进行对比得出ANSYS软件在建筑结构的抗火分析方面具有一定的可行性,可为结构的抗火设计提供参考。利用同样的方法对实际工程中24米大跨度预应力混凝土梁进行数值模拟,得出了预应力梁在二维温度场中温度变化规律及跨中挠度随受火时间的变化。     

无铺装层扁平预应力混凝土连续梁的温度梯度研究

温度应力是影响大跨径桥梁结构使用性能的最主要因素之一,准确的温度场分布模型是计算结构温度应力的基础.基于子牙河特大连续梁桥监测数据的分析结果,得出截面不同位置温度随时间的变化规律,提出了无铺装层扁平混凝土箱梁竖向、横向温度梯度拟合公式,并应用ANSYS软件进行数值模拟.结果表明:扁平混凝土箱梁横向温度分布具有明显的对称性,顶板横向不同位置温差较大,腹板和底板位置横向温差较小;竖向温度梯度可以用指数函数加一次函数的形式进行拟合;横向温度梯度可以用一次函数分段表示,所得结论对于类似桥梁的理论研究、设计及施工具有很好的参考价值.     

普定碾压混凝土拱坝温度场仿真研究

利用ANSYS软件及其二次开发技术,基本实现了碾压混凝土拱坝温度场全过程的仿真计算. 根据数值仿真计算并结合理论分析及我国首座碾压混凝土拱坝某些温度监测数据,得出了影响坝体温度场变化及其仿真计算可靠性的主要因素. 为检验普定拱坝温度场仿真分析结果的合理性,将仿真结果与实测值进行了比较分析,计算分析结果可为深入研究普定碾压混凝土拱坝真实工作性态提供参考依据,具有一定的工程应用价值.     

超长预应力混凝土梁温度场数值模拟与分析

以某超长预应力混凝土梁施工为例,根据三维热传导理论.采用有限元软件模拟了超长预应力混凝土梁的温度场.并在此基础上计算了温度应力,根据计算值与实测值相对比的结果.验证了计算方法与理论的正确性;运用有限元软件分析了不同养护方法对混凝土温度场的影响,结果表明养护情况对混凝土内外温差影响很大.采用保温养护和循环水冷却等措施能很好的控制大体积混凝土的水化热升降,从而防止混凝土宏观裂缝的产生.证明了养护在大体积混凝土施工中的重要性,并根据对本工程的施工技术的研究,为超长混凝土梁的施工提供指导性意见.     

黄河公铁两用桥承台混凝土冬季施工温控仿真分析

为了将黄河公铁两用桥承台大体积混凝土在低温条件下浇筑时的温度场控制在一个合理稳定的范围内,以确保工程质量,提出了"内降外保"的综合性施工措施,并采用ANSYS工具进行了温度场仿真计算.数值仿真结果与实测温度变化规律十分吻合,在此基础上总结了大体积混凝土低温条件下施工的温控经验.     

大跨度连续梁桥温度效应分析与实验研究

置于外界环境中的桥梁受到外界影响而产生的温度效应通常难以计算.结合美景大桥的监控工作,采用"时间-温度-变形-应力"同步的测试手段,对该桥箱梁的温度场及其效应进行了现场实测;运用有限元分析软件MIDAS CIVIL分析箱梁桥的温度场,验证了MIDAS CIVIL温度场分析结果的正确性.对比分析了理论计算值与实测值间的误差,更好地把握温度效应影响的大小,为桥梁施工监控中的主梁立模标高实时修正提供依据,并为预应力连续箱梁桥选择合适的合拢温度.     

新型波形钢腹板组合箱梁温度效应

针对由混凝土与钢材的热工参数差异显著而导致新型波形钢腹板组合箱梁温度效应突出的问题,考虑子梁微段平衡条件、子梁间变形协调条件和波形腹板剪切变形效应,建立竖向温度梯度作用下新型波形钢腹板组合箱梁相对滑移、内力和应力的理论计算方法. 对大温差地区的新型波形钢腹板组合箱型试验梁进行温度长期观测,拟合结构竖向温度梯度函数,通过该理论方法计算实测温度梯度下的结构温度响应,利用有限元模拟对本文理论进行验证. 结果表明,在实测温度梯度下,界面剪力、子梁弯矩和应力均沿梁纵向呈双曲余弦函数分布,层间相对滑移沿梁纵向呈双曲正弦函数分布. 是否考虑腹板剪切变形效应对组合梁梁端向跨中0.8 m范围的温度效应影响较大,对组合梁中部的影响可以忽略. 混凝土线膨胀系数、组合箱梁层间滑移刚度和界面温差对新型波形钢腹板组合箱梁温度效应的影响较大,在设计中应合理排布层间剪力连接件,考虑混凝土线膨胀系数的变异性对该类结构进行温度效应计算.     

降低混凝土箱梁内温度作用和空气作用的措施

温度作用对混凝土箱梁的作用效应较大,通过一些措施降低混凝土箱梁的温度作用,将对混凝土箱梁的受力十分有益。此外,混凝土箱梁内部的空气对结构耐久性也产生一定的影响,本文以此为基础简要探讨其作用的降低措施。     

橡胶混凝土在桥面铺装隔热技术中的应用

为了降低混凝土箱梁日照温度效应,调查了橡胶粉作为桥面铺装隔热材料的可行性,开展了橡胶混凝土导热性能、强度及施工工艺试验,通过实例分析推出了橡胶粉桥面铺装对混凝土箱梁日照温度效应的减控幅度。结果表明：调整桥面铺装的材料组成,是降低混凝土箱梁日照温度效应的最有效措施;混凝土铺装做成100 mm厚、4％掺量的橡胶混凝土铺装时,温度效应减控幅度为16％;沥青混凝土铺装下层做成50 mm厚、4％掺量的橡胶混凝土铺装时,温度效应减控幅度为28.5％;橡胶粉在桥面铺装中采用4％掺量、无机盐处理工艺,桥面铺装综合性能最好。因此,4％掺量的橡胶粉应用在桥面铺装中,能够实现桥面铺装的隔热性能,降低混凝土箱梁的日照温度效应。     

干寒地区新型波形钢腹板组合箱梁温度效应分析

为探索干寒地区新型波形钢腹板组合箱梁的温度场分布特征和温度效应,弥补现行规范中缺乏其温度梯度模式定义的不足,以西北干寒地区某新型波形钢腹板组合箱梁为研究对象,采用现场温度观测数据,分析该新型组合结构在日照作用下的温度分布规律,并运用最小二乘法拟合,提出其2维温度梯度模式;建立新型波形钢腹板组合箱梁全桥精细化有限元模型,...     

大跨径钢结构箱梁桥铺管法热力融雪研究

摘要：本文在道路融雪除冰基础上,分析研究了融雪除冰技术的热融化法在钢箱梁桥上的应用。并根据现代钢箱梁桥及其铺装较薄的特点,对热力管道的铺设提出新的方法,改变传统道路融雪设计上埋管于道路和桥梁铺装层中的方式,换成钢箱顶板下部的铺设位置,并对两种铺设方式的温度场进行对比分析。又基于低温钢材脆性理论和钢箱梁桥疲劳特性分析,钢板处铺设方式保证了钢箱薄弱处冬季工作温度,防止该处发生脆性破坏,既保证了融雪除冰的要求,又保证了钢箱梁桥的安全工作状态。     

大跨径混凝土箱梁桥有效温度与应变的实测分析

基于苏通大桥辅助航道桥运营期两年内实测的温度、气象和应变数据,对混凝土箱梁的有效温度与应变进行了分析。结果表明:箱梁的尺寸越小,有效温度变化的范围越大,设计基准期为100年的墩顶梁和跨中箱梁的有效温度范围分别为(-4.3℃,37.3℃)和(-6.1℃,42.2℃);大气前3天的最高(低)平均温度与箱梁有效温度的相关性系数高达0.97,通过回归分析得到的箱梁有效温度与大气前3天平均最高(低)温度的关系式,可用来对箱梁有效温度进行预测。最后提出了修正混凝土收缩、徐变效应的方法,并使用箱梁有效温度对主墩墩底混凝土的竖向相对应变和支座截面箱梁顶板混凝土的纵向相对应变进行了预测。     

腹板几何参数变化对波纹钢腹板箱梁桥的力学影响

以邢衡高速公路邢台段上一座波纹钢腹板组合箱梁桥(50 m+80 m+50 m)为工程实例,通过有限元软件Midas建立波纹钢腹板组合箱梁桥空间模型。分析了钢腹板几何参数变化下的箱梁基本力学特性,结果显示:箱梁挠度受腹板几何参数变化的影响很小;减小腹板直线段长度b对箱梁有利;波纹钢腹板相对于平板钢腹板可以明显提高箱梁抗扭刚度,弯折角越大,箱梁抗扭刚度越大;增加腹板厚度t可以改善箱梁受力性能。     

大跨度斜拉桥双边箱梁剪力滞效应研究

为明确宽幅薄壁双边箱梁斜拉桥在最大悬臂施工阶段主要荷载对剪力滞效应的影响,以某斜拉桥为研究对象,采用有限元方法计算分析了混凝土双边箱梁截面在不同荷载单独作用及组合作用下的剪力滞效应。分析表明,自重作用下,距离塔根越近,箱梁剪力滞效应越明显;斜拉索索力对主梁剪力滞效应影响规律与自重类似;纵向预应力作用下,全桥剪力滞效应不明显;通过调整纵向预应力及斜拉索索力参数,可以优化双边箱梁的剪力滞效应。     

曲线箱梁桥均匀温度变化效应分析

温度荷载的作用是造成曲线箱梁桥工程问题的主要原因之一。文章运用曲线梁桥的微分方程,详细分析了混凝土曲线箱梁在均匀温度荷载作用下的效应,推导出了单跨曲线箱梁在径向受到约束时受均匀温度荷载作用产生的支反力及内力计算公式,并利用公式及有限元软件进行实例计算,验证了公式的准确性,得出了曲线箱梁桥在均匀温度荷载作用下,径向反力的大小与桥梁半径的二次方呈反比例关系,与桥梁的刚度、轴线圆心角呈正比例关系,即桥梁的半径越小,桥梁越宽,圆心角越大,桥梁的径向反力越大的结论,为解决曲线箱梁在均匀温度荷载作用下的工程问题提供理论支持。