索塔承台大体积混凝土温度控制研究

由于索塔承台混凝土体积大,水化热高,导致内部温度、内表温差过大,很容易产生温度裂缝,因此有必要对其进行温度控制。采用线单元解耦算法对榕江大桥索塔承台混凝土不同浇筑方案进行数值模拟,分析浇筑厚度、冷却水及冷却水温度对混凝土温度、应力的影响,从而选择合适的浇筑及温控方案,并将现场实测数据与计算数据进行对比。研究结果表明:混凝土内部温度通常在浇筑后第3～4 d达到峰值,降温速率小于升温速率;通冷却水可降低最高温度3℃～4℃,且可增加混凝土降温速率;但降低冷却水温度对混凝土内部温度影响有限,且会增大混凝土内部应力;根据数值计算结果,承台采用分3层浇筑、冷却水温度为25℃的施工方案;实测承台第1浇筑层内部温度最大为65.8℃,内表温差最大为24.3℃,内部温度、内表温差和应力均未超过规范允许值,温控方案合理。研究成果对索塔承台大体积混凝土的浇筑及温控具有一定参考价值。     

铁路混凝土箱梁温度场及温度效应

运用试验方法,对铁路混凝土箱形梁的水泥水化、日照温度场及温度效应进行研究。结果表明,箱梁水化热温度峰值可达70℃以上,梁体浇筑后最大温升可达44℃,箱梁局部板件(如腹板)混凝土芯部与表面的温差可达10℃以上,箱梁内部混凝土温度与箱梁周围养护区内的环境温度差可达35℃;箱梁沿板厚方向受日照影响存在一定的温度梯度,对于无碴轨道箱梁,顶板的温度梯度超过10℃;箱梁沿梁高方向存在较大的温度梯度,有碴桥梁梁顶和梁底温差可达15℃,无碴桥梁梁顶和梁底温差可达20℃;当外界温度变化时,混凝土内部温度变化存在滞后现象。     

形状记忆合金智能混凝土电热驱动升温速率试验研究与分析

将形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)应用于混凝土结构中,利用SMA的形状记忆效应可以控制并恢复结构的变形,实现混凝土裂缝的主动修复。为提高SMA电热驱动升温速率,提出一种在SMA表面缠绕漆包线后再涂刷隔热胶的新型加热方法。通过SMA智能混凝土试件电热驱动试验和有限元瞬态热分析,研究分析升温速率、漆包线绝缘隔热方法以及温度场分布规律。试验结果表明,所提出的新型加热方法可以显著提高SMA升温效率,缩短加热激励时间;导热性能较差的隔热胶可以有效地减少传递给混凝土的热量,进而减轻温度变化对混凝土的不利影响,且隔热胶的隔热性能越好,混凝土温度变化程度越小;漆包线通电加热激励驱动SMA时,加热速率快,且漆包线通电电流强度远远小于SMA直接通电的电流强度;无黏结SMA混凝土试件梁内存在天然的空气隔热层,与有黏结SMA混凝土试件梁相比,采用相同的电热驱动方法和电流强度驱动SMA时,无黏结SMA混凝土试件梁的升温速率更快,且混凝土温度变化更小。有限元瞬态热分析结果表明,试件中混凝土各测点试验升温曲线与有限元计算升温曲线吻合较好,通电结束时,试件各测点的实测温度值与有限元计算温度...     

高墩大跨度上承式连续钢桁梁桥温致变形规律

桥梁的纵向位移受活载影响较小，温度效应是影响大跨度钢桥变形行为及受力规律的重要因素，直接关系到桥梁结构安全。本文以墩高154 m，孔跨布置（108.0+151.5+249.0+151.5+108.0）m的上承式连续钢桁梁为背景，依据桥梁监测数据分析了高墩大跨度上承式钢桁梁桥包括结构温度场时变特征，以及桥梁支座位移、桥面纵向位移、温度零点等随温度及时间的变化规律。结果表明：钢桁梁桥温度场在时间维度上存在明显变化，相对于年温度场的变化，大桥日温度场变化较为显著；在同一大气温度条件下，各测点温度波峰出现的时间存在时滞效应；两侧桥台处支座及伸缩缝位移与日温差变化关联性较强。桥梁边墩支座纵向位移与温度近似呈线性关系，但中墩支座活动性能不良，说明在环境温度作用下，支座未能克服桥梁上部结构自重引起的摩阻力，桥梁结构的整体受力与理想设计状态有所差异；由于支座摩阻力不可忽略，桥梁温度零点位置随着温度的变化而发生漂移，且与原设计位置偏差较远，导致各测点纵向位移和日温差的相关性与原设计状态存在偏差。     

四线铁路超宽圆端形薄壁空心桥墩温度效应分析

以兰渝铁路四线车站桥的圆端形空心桥墩为对象,对其实测温度场分布数据进行分析总结,并采用ANSYS软件三维瞬态热-应力耦合场分析方法,对其在寒潮降温和日照升温作用下温度应力进行计算。结果表明,四线超宽空心墩与普通双线空心墩的温度效应表现相当,并无十分明显的差别,温差应力并不会因为超宽而出现特别明显的增大或减小现象,纵向隔板的设置对超宽空心墩的温度效应没有特别明显的影响和作用,但由温差引起的空心墩环向和竖向应力值较大,需要设置合理的墩身钢筋解决混凝土开裂问题。     

高速铁路桥梁混凝土高墩温度模式及极值研究

桥梁的变形控制是高速铁路安全运营的基础,而高墩的温度模式及温度极值是影响桥梁变形的重要参数。由于现有规范没有明确的桥墩温度模式及温度极值的计算方法,研究具有高可靠性的高铁桥梁桥墩温度模式及温度极值预测具有重要意义,有助于准确评估桥梁工程整个服役周期里的安全性和稳定性。以昌赣客运专线上某高墩桥梁为例,研究长期太阳辐射及环境温度作用下高墩结构内部温度分布规律及温度极值情况。根据其39 m高墩温度测点2 a监测数据和大气温度资料,采用Bootstrap方法建立桥墩均匀温度及等效线性温差的最大熵极值模型,并验证模型的有效性和合理性。在此基础上分析桥墩不同温度分量的变化特征,估算在不同重现期下桥墩均匀温度分量及等效线性温差分量的代表值。研究结果表明：桥墩均匀温度分量时程曲线呈现出以年为周期的余弦变化规律,且其均匀温度分量和等效线性温差分量达到极值的时间有所不同;根据最大熵极值模型计算得到50 a重现期及100 a重现期时,桥墩均匀温度分量代表值分别为40.6℃和41.1℃,等效线性温差分量代表值分别为6.1℃和6.5℃;该方法克服了在小样本时难以准确预测极值的缺点,能够因地制宜地建立桥墩温度分量...     

预应力混凝土箱梁日照温差效应分析

预应力混凝土箱梁在日照作用下引起温度变化,形成较大的温度梯度。我国现有桥梁规范中的温度梯度模式只是笼统地考虑地域、时间和桥梁具体形式的影响。分析研究太阳辐射对预应力混凝土箱梁温度场的影响,提出具体到某个桥梁的温度场计算方法和基于ANSYS软件的日照温差下的温度应力与变形计算方法。通过实例验证,得出预应力混凝土箱梁的日照温差效应采用ANSYS软件分析速度较快、结果准确等结论。     

基于温度变形效应的整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究

由于环境温度使主梁发生胀缩变形，导致整体桥桥台水平往复运动及桥台-土、桩基-土的相互作用。本文以某整体桥为工程背景，开展基于昼夜温度、季节性温度变形效应的整体式桥台-H型钢桩-土体系的低周往复位移荷载拟静力试验，分析试件的滞回性能、骨架曲线、桥台转角等变化规律。试验结果表明：试件全年滞回曲线可视为季节性温度作用、昼夜温度作用的滞回曲线叠加。从季节性温度作用来看，受春夏季升温影响，MTS水平力先快速增大，随后持续升温，水平力增速放缓；受夏秋季、秋冬季连续降温的影响，水平力先急剧减小，而随后持续降温，水平力降低减缓；受冬春季升温影响，水平力先急剧增加后增速放缓，其增速与第一次春夏季升温时相似，但由于台后土发生累积效应，产生的水平力更大。从昼夜温度作用来看，当环境温度较高时(夏季),夜晚降温对体系相互作用的影响大于白天升温时的影响；当环境温度较低时(冬季),白天升温对体系相互作用的影响大于夜晚降温时的影响。从骨架曲线来看，受中长期环境温度影响，整体式桥台-桩-土体系相互作用中存在由非线性向线性不断转化的过程。在加载初期，桥台转角与加载位移变化规律基本一致，随着环境温度变化，两者逐渐偏离，特别...     

不同基础上CRTS Ⅱ型无砟轨道的温度效应分析

研究目的:下部基础中桥梁、路基和路桥过渡段对高速铁路无砟轨道结构性能有着重要的影响，因此分析不同下部基础对CRTSⅡ型板式无砟轨道内温度场分布的影响尤为关键。本文基于无砟轨道现场的半年温度监测数据，对比分析简支箱梁、路基和路桥过渡段三种基础上CRTSⅡ型板式无砟轨道内温度和温度梯度变化特征。研究结论:(1)半年内过渡段上无砟轨道内温度的非高斯性和非平稳性更显著，路基上非高斯性最差；四个特殊温度日，最高温度日的轨道内温度变化幅值最显著，而最大温差日的轨道内温度梯度变化幅值最大；(2)对于不同下部基础，过渡段轨道的温度变化和温度梯度变化最显著，其次是路基和桥上轨道的温度变化；(3)不同基础上轨道板的温度、路基土体的温度与环境温度呈明显的非线性关系，二次多项式拟合函数可表征轨道板内温度与环境温度的关系；桥上轨道的拟合优度R²为0.803,高于过渡段(0.752)和路基(0.635)上的；(4)本文研究可为高速铁路无砟轨道长期服役性能评估提供重要的温度实测数据。     

基于LSTM神经网络的地铁变压器绕组温度预测

传统的地铁状态监测系统仅能反映变压器绕组当前的温度状态及其历史温度趋势,当绕组温度超过阈值时系统报警,但不能对绕组未来的温度变化进行预测。绕组温度受设备运行功率和环境温度等多重因素影响,其变化呈现非线性和周期性,传统预测方法精度难以提升。本文基于长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)算法预测变压器绕组温度,选取绕组温度、环境温度、运行功率、运行电流作为输入变量,收集变压器历史状态数据构成训练数据进行离线训练,通过训练完成的绕组温度预测模型反映多重影响因素与绕组温度的变化关系。最后将算法应用于某地铁站动力变压器,收集样本数据进行训练得到温度预测模型,将测试数据输入模型中,计算绕组温度真实值和预测值之间的相对温差,分析验证算法可行性与模型准确度。结果表明：LSTM算法面对大数据量样本可充分挖掘多重影响因素与绕组温度之间的深层关系,温度预测模型可准确预测绕组温度的变化。     

钢-混结合梁试件温度分布的研究

模拟青藏高原昼夜交替变化的气温,对钢—混凝土结合梁试件进行理论和实验研究。将试件冷却至-50℃,然后置于室温环境中,在自然对流条件下升至室温,测量试件内测点的温度。采用控制容积法对钢—混凝土结合梁试件升温过程的温度分布进行数值计算。计算结果与实验值基本吻合。对钢—混凝土结合梁试件的温度分布情况和变化规律的研究结果表明,试件内部温度分布不均匀,变化较大。青藏高原的气温大幅变化可能会对青藏线铁路桥梁产生不良影响。     

椭圆形截面墩柱承载力计算

本文在参考矩形及圆形墩柱承载力计算方法的基础上,根据混凝土受压结构正截面承载计算的基本假定,采用微积分原理,得到了椭圆环形截面柱在大偏心受压情况下混凝土最大压应力及钢筋应力表达式。另外作为实心椭圆构件其计算公式同样适用。     

基于多物理场耦合的双块式无砟轨道早期混凝土时变行为研究

针对无砟轨道道床混凝土早期开裂问题，基于多物理场耦合理论，提出一种适用于浇筑早期的双块式无砟轨道水化-热-湿-力耦合计算模型，利用既有试验验证模型合理性，获取无砟轨道道床早期各物理场的时空分布规律，进行开裂风险预测。结果表明，与试验结果对比，本文模型对早期混凝土各物理场的模拟较为合理，尤其对表面干燥下的湿度场、复杂应力场的计算具有较强的适用性；道床水化速率先迅速增大后逐渐减，至第7 d基本停滞，最大水化速率出现在浇筑后约7 h,不同深度的水化度发展一致；受水化热影响，浇筑后24 h道床温度呈升高趋势，后受环境影响程度增大，随环境温度呈日周期变化；道床相对湿度及含水量呈垂向梯度分布，支承层对道床底部的干燥作用较为明显，水化耗水是导致道床内含水量降低的主要因素；道床早期应力及开裂风险呈周期性变化，最大开裂风险达到1.0,位于轨枕与道床的结合面处，并预测了道床早期开裂的3种主要形式。     

承台混凝土施工温度控制及数值分析

天桥特大桥主桥桥墩承台大体积混凝土采用一次浇筑法施工,这种施工方法会明显加剧水化热效应,应采取温度控制措施。运用有限元软件MIDAS对承台内部水化热温度场进行了模拟计算,并在承台内预埋温度测量元件对温度场进行监测。对模拟计算结果和监测结果进行分析,按照温度控制标准,通过控制冷却管水流流量有效地控制了混凝土的浇筑温度、最高升温、内外温差及降温速率,达到了预期温度控制的目标。     

混凝土收缩徐变作用下超长桥建合一结构温度效应的计算方法对比研究

为了研究混凝土收缩徐变和环境温差的共同作用对超长桥建合一铁路车站结构温度效应的影响，提出超限应力面积比作为衡量温度应力导致楼板开裂损伤的评价指标。利用ABAQUS软件建立铁路车站实体模型，分析在混凝土收缩徐变和环境温差共同作用下结构的应力状态。结果表明：考虑不同的混凝土收缩和徐变的计算方法，在外界环境温差降低的情况下，按TB 10002—2017《铁路桥涵设计规范》计算的结构梁、板应力最大，按GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》、JTG 3362—2018《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》和TB 10092—2017《铁路桥涵混凝土结构设计规范》计算的结构梁、楼板应力基本接近，其均值分别为TB 10002—2017相应计算值的49%、52%；按TB 10002—2017计算的超限应力面积比最大，按TB 10092—2017计算的超限应力面积比最小。     

混凝土单箱双室磁浮轨道梁的日照温度场分布研究

日照作用下混凝土单箱双室磁浮轨道梁的温度场分布不均匀,易引起变形、开裂,影响轨道平顺性及行车安全性。基于传热学原理,结合上海夏季辐射和气温等气象资料,针对日照作用下混凝土双室箱梁的温度场分布展开有限元模拟分析,研究了不同时刻时轨道梁截面的温度分布规律,得到了箱梁在不同时刻的温度云图;提取最大竖向温差时刻腹板和最大横向温差时刻底板中线的温度值,拟合后得到横向与竖向的温度梯度曲线,与规范温度梯度对比后发现:竖向温度梯度峰值比规范值大,变化更加剧烈,且在底板附近存在反向温差,横向温度梯度峰值比规范值小,变化也更加剧烈且同样存在反向温差,双室箱梁的温度梯度模式与规范不一致。     

海沧大桥大体积混凝土锚碇温度场有限元分析

结合厦门海沧大桥大体积混凝土锚碇分层浇筑动态施工过程,基于瞬态温度场三维有限元分析方法,应用大型通用商业软件ANSYS,考虑外界气温的周期变化、太阳辐射、水化生热、浇筑温度、分层厚度、边界条件随龄期变化及分层浇筑动态施工过程等因素,对大体积混凝土施工期和运行期的温度场进行仿真分析.分析结果表明:锚碇混凝土温度的变化过程可分为温升期、降温期和稳定期3个阶段,施工期和运行期影响混凝土锚碇温度的主要因素分别是水泥水化热和环境温度;水泥水化热是混凝土温升最根本、最直接的原因,采用低热水泥、降低水泥用量是降低水化热温升的直接手段;温度场中靠近外表面的温度梯度比较大,而内部温度梯度相对较小,应特别注意混凝土早期的内部降温、外部保温和养护.     

不规则混凝土壳体在整体不均匀日照作用下的温度效应研究

为研究不规则混凝土壳体在整体不均匀日照作用下的温度效应,运用太阳辐射和对流换热等相关知识,计算夏季整体不均匀日照作用在一个不规则混凝土壳体表面产生的温度荷载,采用有限元软件Abaqus6.11,分析该壳体在此种工况下的温度场和温度应力,并将计算结果与该壳体在整体降温、整体升温及自重3种工况下的温度效应进行对比分析。研究结果表明:不规则混凝土壳体在夏季整体不均匀日照作用下的温度场分布很不均匀,向阳面的温度值比背阳面的高21.22℃;截面温度梯度符合指数函数分布;壳体在夏季不均匀日照作用下的最大主应力为3.635 MPa,比自重作用下的大1.663MPa,比整体升温作用下的大0.542 MPa,仅比整体降温作用下的小0.146 MPa。本文为不规则混凝土壳体的设计提供了一定的参考。     

国家体育场大跨度钢结构温度场测试与分析

国家体育场大跨度屋盖钢结构属于高次超静定结构,温度变化对其应力和变形影响很大.介绍了钢结构温度变化的原理及其理论分析方法.利用无线温度传感器网络系统,对国家体育场钢结构在2007年8月31日8:00～9月1日2:00期间的温度场进行了持续测试.测试结果表明,上午8:00时,钢结构各部位的平均温度非常均衡,并与钢结构合龙时的温度几乎一致;嗣后,随着环境温度的变化,钢结构不同部位在同一时刻的温度差异较大;受太阳辐射和表面风作用的影响,上弦杆的温度变化幅度比斜腹杆、下弦杆和桁架柱的大.     

温度荷载对连续梁桥上无砟轨道变形特性影响分析

为研究均匀温度荷载与不均匀温度荷载对连续梁桥上无砟轨道无缝线路纵向力和线路几何形位的影响,基于梁轨作用原理和有限元法,建立连续梁桥上C RT SⅢ型板式无砟轨道空间耦合模型,分析在桥梁整体升温与不均匀温度荷载作用下无缝线路的变形,并对比2种温度荷载对无缝线路几何形位的影响.研究结果表明:整体升温与不均匀温度荷载作用下无缝线路受力与变形结果差异明显,两者间的钢轨横垂向位移的差异随阴阳面温差荷载增大而增大,主要影响轨道高低不平顺与水平偏差;连续梁上的钢轨水平偏差,轨距偏差和轨向偏差比线路两端简支梁要大,连续梁部分的高低偏差比简支梁要小;当桥梁阴阳面温差荷载最大时,连续梁两端出现高低偏差最大负值,最大值为?3.475 mm,大于其限值±2 mm,当连续梁跨度超过135 m时桥梁变形限值超出设计规范规定变形限值;在高速铁路桥上无缝线路设计时,应考虑桥梁不均匀温度荷载作用对轨道几何形位的影响,特别注意其对高低不平顺的影响.