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。     

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。     

基于BP神经网络的混凝土箱梁最大温度梯度预测

混凝土箱梁受到太阳辐射、大气温度波动等多种气象因素的综合作用,结构内部会产生显著的非均匀温度分布。截面内温度梯度可能会导致桥梁结构产生过大的温度应力与温度变形,影响桥梁结构的安全性和耐久性。本文旨在探究气象因素对混凝土箱梁温度场的影响机理,并提出一种能精确预测中国多区域混凝土箱梁截面最大温度梯度的方法。首先建立了日照条件下混凝土箱梁温度场计算模型,将2 a以上气象资料作为输入条件,对多个地区混凝土箱梁温度场长期变化进行了仿真模拟,并对混凝土箱梁截面温度梯度的长期变化趋势进行了分析。然后利用主成分分析(PCA)确定了混凝土箱梁截面最大温度梯度预测模型所需的输入参数。最后利用遗传算法优化的BP神经网络建立预测混凝土箱梁竖向、横向温度梯度的网络模型,并与混凝土箱梁截面温度梯度进行比较。结果分析表明BP神经网络模型可以精确地预测混凝土箱梁最大温度梯度,预测值平均绝对误差(AAE)均小于0.9℃,均方根误差(RMSE)均小于1.2℃,决定系数(R2)均大于0.9。基于当地气象条件,本文利用经典的BP神经网络模型所建立的预测模型对中国不同地区的混凝土箱梁截面最大温度梯度均能给出准确的预测,为混凝土...     

基于气象条件的客运专线简支箱梁日照温度场研究

分析日照作用下混凝土箱梁与环境的热交换机理,结合桥位气象条件,采用瞬态热流边界模拟日照温度条件、计算客运专线简支箱梁温度场,采用实测数据对该方法进行验证。以我国客运专线采用的无砟轨道32m标准跨径简支箱梁为工程背景,分析基于气象条件的客运专线标准跨径简支箱梁日照温度场分布特征,探讨大气透明度系数、覆盖层厚度及混凝土表面吸收率等参数对箱梁温度场的影响。研究表明:箱梁日照温度边界可采用瞬态热流边界进行模拟,计算渡越时间约为84h;箱梁最值温度与大气透明度系数正相关,且对顶板温度的影响最大;梁顶覆盖层能有效减小梁顶的温度变化幅度;提高混凝土表面的光洁度或采用浅色涂层以减小混凝土表面吸收率,可有效降低箱梁的温度变化幅度。     

高速铁路简支箱梁日照温差的变化规律

考虑日照条件下混凝土箱梁热流密度边界的时变特征,建立高速铁路简支箱梁温度场参数化仿真分析模型,研究高速铁路标准跨径简支箱梁温差的分布特征及控制措施。结果表明:箱梁最大正、负温差均沿厚度方向呈负指数分布,最大正温差在数值上大于负温差;随着大气透明度系数的提高,箱梁顶板和底板的正、负温差及腹板的负温差增大,而腹板正温差随之减小;箱梁温差与混凝土短波辐射吸收率成正相关,涂刷浅色涂料和提高混凝土表面光洁度可有效减小箱梁温差;昼夜气温差对箱梁温差分布影响显著,日温差越大箱梁各个部位温差越大;增大梁顶覆盖层厚度可一定程度上降低箱梁顶板温差。     

铁路钢混组合梁日照温度场分析

建立不同截面形式的钢混组合梁有限元热分析模型,对典型时段的日照温度场进行数值仿真分析,研究不同因素对温度场的影响。结果表明：钢混组合梁日照温差主要分布在混凝土板厚范围内,钢主梁沿腹板高度方向上的温度梯度较小;与箱形主梁钢混组合梁相比,双工字形主梁钢混组合梁混凝土板温度沿横向分布更均匀;箱形主梁钢混组合梁桥面中线处顶板板厚竖向最大温差为11.67℃,双工字形主梁钢混组合梁混凝土板厚温差小于箱形主梁钢混组合梁,最大温差为7.44℃;随着大气透明度系数的增大,钢混组合梁混凝土板厚温度差呈线性增大,大气透明度系数每增加0.1,箱形主梁钢混组合梁板厚温差增大1.7～1.9℃,双工字形主梁钢混组合梁板厚温差增大1.2～1.5℃;随着风速的增大,钢混组合梁混凝土板厚温差呈二次函数形式减小,箱形主梁钢混组合梁板厚温差受风速影响比双工字形主梁钢混组合梁更大。     

圆曲线段无砟轨道横竖向温度梯度研究

研究目的:为得到设有超高的无砟轨道温度场分布的时变规律,建立无砟轨道横竖向温度梯度荷载模式,在某客运专线圆曲线段上CRTSⅡ型纵连板式无砟轨道中埋设温度传感器对其温度场进行了长期连续观测。研究结论:(1)无砟轨道昼夜温度变化较大,表面最高日温差可达24.7℃,平均日温差达19.0℃;(2)随着距表面深度的增加,无砟轨道温度变化幅值逐渐减小,峰值出现时间不断滞后;(3)底座板底面最大日温差为6.1℃,平均为5.0℃;(4)纵连板式无砟轨道的竖向温度梯度可拟合为指数曲线,与铁路桥梁设计规范规定的箱梁竖向温度梯度分布在形状上较为符合;(5)纵连板式无砟轨道横向温度梯度分为轨道板和底座板两类,轨道板横向温度梯度可采用二次函数拟合回归,底座板横向梯度可采用线性分段函数拟合;(6)研究成果可为我国中部地区高速铁路设计温度荷载模式提供指导作用。     

混凝土箱梁水化热温度试验研究

研究目的:温度应力已被认为是混凝土箱梁开裂的主要原因之一。为了掌握水化热温度沿箱梁截面的分布规律,并根据混凝土施工工艺状况,估算温差应力,特对混凝土箱梁进行了水化热温度试验,为箱梁设计与施工提供有益的参考。研究方法:水化热温度测试选取了梁体的跨中及端部截面,按照能够充分反映箱梁水化热变化情况的原则,分别在顶板、底板、腹板布置了内埋式温度传感器,从混凝土入模开始,量测水化热温度的变化情况。研究结果:根据温度测试结果,可以绘制出混凝土水化热温度随观测时间变化的曲线。通过对秦沈客运专线箱梁温度测试结果的总结分析,重点阐述了箱梁混凝土早期水化热温度发展的一般规律,其中包括水化热温度时程曲线的一般形式、温升基本规律、温降基本规律、混凝土的温度梯度、入模温度与温度峰值的关系等,并提出了防止温差过大而引起混凝土开裂的工程措施。     

株六复线新响琴峡大桥温度效应分析

新响琴峡大桥是新建株六铁路复线上一座大跨度预应力混凝土桥。在交付运营约2年后,该桥出现了混凝土裂缝和表面剥落等病害。为了查明病害产生的原因,运用有限元软件ANSYS建立有限元仿真模型,对该桥的温度分布和温度应力进行分析。分析结果表明:最大横向日照温度梯度出现在冬天,沿腹板板厚的最大温差为17.5℃,此时箱梁内侧的最大横向温度拉应力为2.34 MPa。可见,由日照引起的横向温度应力是该桥出现病害的主要因素之一。因此,在道砟桥面混凝土铁路桥梁设计中,应对日照引起的横向温度梯度和温度应力予以重视。     

高速磁浮大型箱梁日照温度效应分析

磁浮系统对于轨道梁的温度变形控制要求极高,现有规范对于温度梯度的规定没有考虑不同地区气候因素的影响。在已有文献试验数据的基础上,验证有限元拟合箱梁温度效应的正确性,建立磁浮箱梁有限元模型,研究日大气环境下箱梁在上海与青岛两地的温度效应,在此基础上研究风速对于箱梁温度梯度的影响。结果表明:不同地区由于日照辐射、风速、大气温度等因素的不同,箱梁的竖向与横向最不利温差大小不一致,但温差分布趋势一致;竖向与横向温差梯度与规范相比存在一些区别,主要表现为温差不是单方向减小;3种方法计算的竖向温度变形中,拟合公式由于没有考虑箱梁横向温度梯度,其计算的竖向温度变形最小,规范公式与三维模型计算结果相近;风速对于箱梁的温差有较大影响,风速越大,温差越小,实际工程应考虑当地风速的大小。     

无砟轨道轨道板温度测量与温度应力分析

研究目的:针对秦沈线和遂渝线无砟轨道板存在的问题,对轨道板温度进行全天的测量,总结轨道板温度的变化规律,研究温度对轨道板的影响,根据温度测量结果,进行温度翘曲应力的仿真分析,为板式无砟轨道的结构设计提供参考.研究结论:通过对轨道板进行的温度测量,得出轨道板上表面和底面最高温度较当地最高气温分别高出16 ℃和3 ℃左右,轨道板上下表面的最大温差为10～13 ℃,轨道板侧面的温度梯度接近0.5 ℃/cm的线性变化.通过建立轨道板温度翘曲应力的计算分析模型,得出框架轨道板较普通轨道板发生更小的翘曲位移和翘曲应力;普通轨道板的最大翘曲位移为0.82 mm,框架轨道板为0.61 mm;普通轨道板的最大翘曲纵向应力为1.81 MPa,框架轨道板为1.51 MPa;普通轨道板的最大翘曲横向应力为0.75 MPa,框架轨道板为0.58 MPa.     

高速铁路无砟轨道结构温度与大气温度关系试验研究

为研究高速铁路无砟轨道结构温度与大气温度关系,基于2年实测数据,采用时间序列差分法分离日照波动温度,得出我国华东地区桥上CRTSⅡ型轨道结构遮阴温度时程曲线,通过统计分析提出轨道年均匀温度谱概念,并用傅里叶级数进行拟合,研究轨道结构均匀温度与大气温度关系函数,并通过50年历史气温数据进行预测。研究表明,轨道结构各部遮阴温度相近,可由统一的年均匀温度谱系傅里叶级数表示,其年均温为21. 73℃,年温变幅12. 27℃,周期366 d。轨道结构温度-大气温度关系可用线性函数表示,与欧洲规范较为相似,但整体略大,其中高温偏大1. 07℃,低温偏大2. 32℃。重现期50、100、150年和300年的轨道最大、最小均匀温度代表值分别为42. 42、44. 36、45. 42、47. 09℃和4. 45、0. 7、-1. 39、-5. 21℃。     

光纤光栅感温火灾探测系统在隧道风作用下的温度响应

试验研究了地铁区间隧道所用独立光纤光栅火灾报警系统在风速分别为0、3m/s、6m/s等3种工况下的温度响应和温度梯度响应。试验证实,在有风条件下,隧道顶部温度分布明显偏离对称型且温升速度缓慢,在规定的60s内很难达到定温报警阈值;改用温升梯度作为有风工况下的火灾识别参数可同时优化火灾响应速度和火灾虚警抑制。在试验条件下,温升梯度在火灾发生后30s内即可达到火灾差温报警阈值12℃/min,启动差温火灾报警。     

空调客车温度控制系统测温误差的测定

针对空调客车温度控制系统的测温误差，提出了具体的测定、修正方法，以保证空调客车室内温度达到标准。     

铁路客车集中式轴温报警器跟踪报警温度的探讨

铁路客车集中式轴温报警器是由传输线路、轴温传感器及控制显示器组成,是监测铁路客车轴温,预报热轴,防止切轴,保证旅客列车运行安全的重要设备.轴温报警器使用以来,在预报客车热轴,防止切轴方面发挥了重要作用,准确预报了大量热轴故障.     

车轮高温对红外轴温探测影响的试验研究

通过制动试验模拟车轮高温热辐射对红外轴温探测的影响,研究形成特殊轴温波形及探测到高温的原因。     

构架整体时效电阻炉温度控制系统的设计

转向架构架是转向架的重要承载部件,是转向架其它各零部件的安装基础,在转向架构架生产、组装过程中,对温度控制的好坏直接影响着转向架的质量,因此温度控制是构架整体时效电阻炉系统的关键技术.在普通模糊控制器的基础上提出了一种新型的模糊PID控制应用于构架整体时效电阻炉温度控制系统,该系统控制精度高,超调量小,能满足控制要求.     

青藏高原冻土区灌注桩入模温度对地温场的影响分析

以热传导理论为基础建立了冻土区单桩地温场的热分析模型,然后以青藏高原清水河某地段夏季施工为条件,考虑实际气温和地温的初始条件,用有限元方法计算了混凝土入模温度从5℃提高到12℃时桩周地温场的变化,分析提高混凝土入模温度对桩的自然回冻时间及施工进度可能造成的影响,所得结论可为冻土区钻孔灌注桩施工进度安排提供参考。     

地铁区间隧道温度的预测模型研究

夏季过高的隧道温度会导致列车空调高压保护停机,因此地铁隧道的最高温度是关乎列车运行安全的重要因素。采用模拟方法,着重研究与隧道内部发热量相关的3个因素:乘客人数、车厢质量和列车制动回收系数;以及与土壤导热相关的2个因素:土壤导热系数和热容。通过多组正交实验,建立了基于以上5个因素的响应面曲线模型。此模型可提供对隧道最热月日最高温度均值的快速预测方法,从而在研究或设计中避免复杂费时的模拟工作。     

轨道交通混凝土梁温度变形影响因素分析

影响轨道梁温度变形的因素包括外部因素和内部因素.外部因素即环境温度、太阳辐射及其它气候因素;内部因素与结构自身的构造形式、材料等有关.主要从构造和材料方面来研究与结构相关的影响因素.研究了结构体系、截面形式和梁高参数对温度变形的影响,并分析骨料、水灰比及含水量等对混凝土弹性模量和热工参数的影响.在此基础上,结合我国不同的轨道交通混凝土梁的构造要求,提出减小温度变形的措施,如:选择合理的结构体系,增加截面底板宽度和梁高,提高混凝土的弹性模量和导热性能等.