混凝土斜拉桥温度场的试验研究

本文用实验手段和理论方法论述了混凝土斜拉桥温度场及其变化规律，分析了环境温度场与结构温度场的关系。运用富里埃（Ｆｏｕｒｉｅｒ）热传导理论，建立了混凝土斜拉桥结构温度场的计算的二维差分方法，并在甬江斜拉桥的现场测试中得到了验证，在此基础上，将混凝土斜拉桥温度影响的计算简化为短期温差和长期温差作用下控制温度荷载的计算问题，提出了实用计算方法，经与实测结果比较，基本一致，并且偏于安全，完全适合于工程设计     

大跨斜拉桥温度场效应分析

为了研究大跨混凝土斜拉桥的温度效应对大桥的影响,在宜昌长阳铁锣坪斜拉桥施工过程中进行了24 h温度效应的观测。利用建模计算分析方法对其温度场影响及结构体内温度场的规律性进行了分析。结果表明,日照等不均匀温差对斜拉桥结构的影响很大。提出在施工监测监控中应注意有效消除温度的影响。     

混凝土斜拉桥主梁的非稳态温度场与应力场分析

按非稳态温度场问题的热平衡控制微分方程和弹性力学平面应变问题的计算理论,应用变分原理给出了温度场和应力场的有限元计算列式。根据结构热分析和热应力分析的单向耦合特点提出了在同一有限元模型上按时间差分顺序耦合求解斜拉桥主梁温度场和应力场问题的方法,编写了计算机程序;并计算分析了一混凝土斜拉桥的主梁截面内温度分布和应力分布,对比了温度实测值,得出了几个重要的结论,对同类桥梁的设计具有实际参考价值。     

多塔斜拉桥承受电缆融冰雪温度荷载的数值模拟方法

热力融冰雪技术随着工程应用的进展得到较为广泛的应用,由于其温度场的特殊性和多塔斜拉桥结构的复杂性,关于该温度荷载对多塔斜拉桥力学性能影响的研究还较少。分析实体单元通过施加节点温度来模拟温度场的可行性,研究了约束方式和横隔板对温度荷载作用的影响,由此提出建立混合单元并施加节点温度来模拟温度场的数值模拟方法。最后分析了一座多塔斜拉桥在电缆融冰雪温度荷载作用下的力学性能。     

混凝土斜拉桥施工控制温度影响及其现场修正

提出了结合温度实测值描述混凝土斜拉桥温度场的分段多项式函数法,并在现场试验的基础上对斜拉桥温度影响的计算方法进行了研究;根据前支点挂篮悬臂现浇法的特点,提出了一套完整的可结合施工控制参数识别和预测的温度影响现场控制和消除处理方法,该方法能够实时地应用于现场分析.经过实桥施工过程验证,该方法具有较好的控制效果,可用于斜拉桥施工控制温度影响的现场修正.     

润扬长江大桥钢箱梁的温度分布监测与分析

基于润扬长江大桥斜拉桥和悬索桥钢箱梁的温度观测结果,研究了扁平铜箱梁在日照作用下的温度分布特征,比较了悬索桥和斜拉桥2种桥型钢箱梁温度场的差异.实测结果表明:(1)钢箱梁顶板的昼夜温差明显大于底板的昼夜温差,且悬索桥钢箱梁的昼夜温差较斜拉桥更为明显;(2)钢箱梁底板的横向温度分布基本相同.可以不计横向温差影响;(3)钢箱梁顶板的横向温差表现为非线性时变特征,且斜拉桥和悬索桥钢箱梁的顶板温度分布模式存在明显的差异.润扬长江大桥扁平钢箱梁的温度分布模式为扁平钢箱梁在日照温差作用下的结构计算和桥面铺装层计算提供了重要参考.     

斜拉桥温度效应分析及其不利影响的消除

从施工控制的角度出发,提出了一种简单实用的斜拉桥温度场模型.它的主要特点是把斜拉桥实际耦合的温度场分解为三种温度场,分别考虑斜拉桥在每一中温度场中的效应,并揭示其规律.以崖门大桥作为工程背景,通过对其施工过程温度效应的理论分析与现场实测,揭示了大桥在不同施工阶段下的温度影响规律,并提出补偿温度效应、准确给定立模标高以及寻找合理的标高、索力测量时间的方法.     

大跨度结合梁斜拉桥温度场及温度效应分析

为研究大跨度结合梁斜拉桥的温度场及所产生的效应,以望东长江公路大桥为背景进行分析。基于该桥结构健康监测系统1年的温度监测数据,分析该桥日照温度场分布规律,提出结合梁、桥塔竖向温度梯度以及斜拉索与桥塔、主梁温差的计算模式;采用该计算模式得到的温度荷载,对结构的温度变形效应进行有限元分析;最后通过EMD法提取主梁主跨跨中受温度影响的挠度响应。结果表明:钢主梁的竖向温差较小;斜拉索与桥塔、主梁的温差较大,对主梁挠度温度效应起决定作用;采用空间杆系单元建立的斜拉桥模型在温度荷载作用下的挠度计算值偏保守。     

大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术研究及应用

大跨度焊接钢箱梁斜拉桥的施工控制技术具有控制目标多元性、调控手段局限性、温度效应影响显著性等特点。针对这些特点采用神经网络控制技术，应用施工现场模拟温度场、施工实时仿真控制计算、施工过程应力预警监控等技术手段，在南京长江第二大桥南汊斜拉桥的施工控制实施中实现了不进行索力调整过程而完成多元目标监控任务并且主梁合龙精度达到国际领先水平的控制结果。     

基于ANSYS软件的混凝土薄壁箱梁日照温度场有限元分析

混凝土薄壁箱梁的日照温度场在很大程度上决定了预应力混凝土斜拉桥的温度效应,日照温度场受太阳辐射、地理位置、风向等诸多环境因素的影响,变化极其复杂。以厦蓉高速赤石特大桥为工程背景,针对主梁薄壁混凝土箱型截面,采用有限元方法,利用气象资料对日照温度场进行了仿真计算分析,并利用实测温度场对仿真分析中的参数取值进行校准,验证了有限元仿真计算分析方法的正确性;运用验证后的有限元模型,预测了不同时刻的混凝土薄壁箱梁截面温度场,对混凝土薄壁箱梁截面日照温度场的变化规律进行了总结,为同类型桥梁工程温度场的仿真计算提供了参考。     

面向拉索智能维养的斜拉桥拉索基频的实时预测模型

对于大跨斜拉桥而言，拉索基频是拉索工作状态的重要体现，并且对整桥工作性能有重要影响，拉索基频监测是桥梁结构健康监测的极重要环节。斜拉桥温度场的变化将带来拉索基频的改变，斜拉桥温度数据与拉索基频有显著相关性。既有研究仅利用主梁温度搭建的拉索基频一元线性回归模型的误差较大，无法满足工程需求。本研究以某大跨斜拉桥为背景，在主梁平均温度基础上进行拓展，增加主梁竖向温差与索塔温度，运用属于机器学习的LSTM长短时记忆网络搭建模型，获得了极高的输出精度；然后采用主跨跨中和边跨跨中的拉索传感器进行了验证，为该桥斜拉索智能维养提供了重要依据。     

斜拉桥主塔中下塔柱连接段水化热温度-应力场分析

某斜拉桥主塔中下塔柱连接段实体段与下横梁同时浇注,总体尺寸为长52 m,宽12 m,总高10 m,混凝土设计标号C50,采用水平分两次浇注。由于结构尺寸大、混凝土标号高,混凝土浇筑后的水化热引起的温度应力应引起重视,以避免较大的温度应力产生裂缝;为此,对整个连接段进行了大体积混凝土温度场及应力场仿真计算,分析了温度场的作用规律及结构可能产生温度裂缝的部位,根据计算结果制定了合理的保温和温控措施。现场实测的温度分布值与理论计算值十分接近,结构表面无明显裂缝,验证了理论计算模型、计算方法与温控措施的正确性,可为同类型工程提供参考。     

大跨度钢斜拉桥施工阶段非线性温度影响研究

在太阳幅射、大气日温度变化、风速的组合影响下，钢桥可能会发生较大的温度变化。而钢材导热性能好，对环境温度变化比较敏感，在某些情况下，由温度变化产生的温度影响力可与恒、活载效应相比较。讨论了桥梁结构温度影响的各种分析方法，推导了任意温度场分布引起的荷载效应计算公式。结合南京长江第二大桥的施工监控，根据实测温度场，研究了非线性温差对大跨度钢斜拉桥施工阶段的影响。分析结果可为今后同类桥梁的设计、施工提供指导。     

具有大边肋截面的混凝土斜拉桥主梁的二维温度效应分析

针对预应力混凝土双索面斜拉桥常见的边主肋截面主梁,提出了一种二维温度场计算模式.将主肋、小纵肋、顶板及翼板分开计算各自的温度梯度模式:顶板的温度只沿高度方向变化；边主肋与小纵肋的温度都是沿中心线顶缘向左右两侧与下缘降低；翼板的温度沿内侧顶缘向外侧与下缘降低,通过主梁的平截面假定计算出截面各点的应力与应变.对于斜拉桥这种超静定结构,可以利用杆系结构有限元法计算出由日照温差及季节温差产生的节点等效荷载及位移,从而确定结构的温度效应.最后结合工程实例进行计算分析,结果表明:温度效应引起的主梁变形的计算值与实测值比较接近,从而验证了该方法的可行性.     

平塘特大桥中塔承台大体积混凝土温控技术

平塘特大桥为(249.5+2×550+249.5)m三塔双索面叠合梁斜拉桥,中塔承台于冬季施工,环境温度较低且天气变化剧烈、冷击效应明显。为避免在施工期间出现危害性裂缝,对承台大体积混凝土进行了温度控制。中塔承台分3次浇筑,施工过程中,采用了合理的混凝土配合比;对入模温度进行严格控制;在混凝土外部搭设保温棚,采用蒸汽养生等保温措施;内部设置了冷却水系统进行降温;表面、底面配制了防裂钢筋网。采用有限元软件MIDAS计算承台混凝土温度场和应力场,并在承台内部布置温度测点,对混凝土温度进行全程监测。结果表明:实测温度场的变化趋势与计算结果吻合较好,主要温度场和应力场指标均符合规范要求,大体积混凝土表面在整个浇筑养护期间均未出现明显有害裂缝。     

基于长期监测数据的润扬大桥扁平钢箱梁温度分布特性

以润扬大桥悬索桥和斜拉桥的扁平钢箱梁为研究对象,采用假设检验方法对扁平钢箱梁长期温度监测结果进行了温度分布特性分析,重点研究了扁平钢箱梁的横向温差和竖向温差分布特征,在此基础上采用极值分析方法计算了扁平钢箱梁的温差标准值,建立了钢箱梁温差计算模型,并针对悬索桥和斜拉桥的温度分布模式建立了6种最不利横向温差计算模型.研究结果表明:润扬大桥悬索桥和斜拉桥底板的横向温差可忽略;悬索桥和斜拉桥钢箱梁对称轴位置受相同的竖向温差作用;悬索桥和斜拉桥顶板的横向温度分布差异较大.     

绥芬河斜拉桥转体施工温度影响分析

绥芬河斜拉桥是我国采用水平转体施工长度最长的斜拉桥,文中以绥芬河斜拉桥转体施工过程为背景,在斜拉桥转体施工前后分别进行24 h温度效应观测的基础上,首先运用最小二乘法对斜拉桥主梁和索塔温差公式中的参数及相关材料的线膨胀系数进行了识别,然后运用有限元方法对本桥转体施工前后温度效应进行了理论计算。比较理论计算结果与实测资料,分析温度效应对平面转体施工斜拉桥的影响,提出斜拉桥转体施工会因日照方位的变化引起结构的不对称偏位,相对活动转盘中心产生温度不稳定力矩,使结构整体发生倾斜。     

混凝土斜拉桥施工控制中的温度效应研究

通过建立仙桃汉江公路大桥有限元模型,模拟均匀升温及局部温差荷载,研究温度场对混凝土斜拉桥应力、位移和索力的影响。通过在实桥典型断面埋设测温元件,实测主塔和主梁位移随温度变化的规律,并根据实测数据拟合出适合于本桥主梁温度梯度计算的公式,以修正有限元模型中的参数,有效减小温度效应对施工精度的影响。     

斜拉桥主塔承台大体积混凝土施工水化热分析

利用有限元程序对斜拉桥主塔承台混凝土施工水化热进行计算,并与实测温度场进行了比较,进一步分析了承台混凝土施工水化热变化的一般规律。     

1 000 m级CFRP索斜拉桥静力特性分析

通过具体算例采用有限元法分析CFRP索斜拉桥的各非线性因素的影响量,并与钢索斜拉桥进行对比。鉴于CFRP的线膨胀系数远小于钢材或混凝土的线膨胀系数,计算了4种不同结构体系的CFRP索斜拉桥和钢索斜拉桥在温度荷载下的静力反应,计算结果表明CFRP索斜拉桥相对于钢索斜拉桥在静力方面具有较多优势。