桥梁结构日照温差二次力及温度应力计算方法研究

根据等效线性化原则,借助一般有限元程序分析预应力混凝土桥梁的非线性日照温差二次力及温度应力;针对两种非线性温度梯度模式及具有不同顶、底板厚度的一般箱梁桥,推导了等效线性化后的特征参数计算公式。对洺河桥预应力混凝土四跨箱形连续梁的非线性日照温差温度应力计算表明:中国现行公路桥规中规定的日照温度梯度模式是偏于不安全的,由日照温差产生的连续梁跨中附近截面下缘拉应力较大,它与预加力等产生的次应力组合会使截面抗裂性降低,设计时应充分重视。     

碳纤维布加固混凝土箱形墩柱温度自应力研究

考虑到碳纤维布(CFRP)与混凝土的热胀系数不同,该文建立了CFRP加同任意形状横截面混凝土构件因日照辐射或骤然降温引起的温度自约束变形求解方程,进而推导了CFRP加固混凝土箱形墩柱在均匀、线性和指数变化温度梯度下的温度自应力解析式。文章中与未加固混凝土箱形墩柱温度自应力解析式进行了对比分析,CFRP加固箱形墩柱即使在均匀和线性变化温度梯度下也会产生温度自应力,在指数变化温度梯度下CFRP中产生可观的温度自应力。所推导的自约束变形求解方程和温度自应力解析式既适用于CFRP加固混凝土构件也适用于未加同混凝土构件。采用ANSYS有限元软件对温度自应力进行仿真分析,与该文公式计算结果对照,说明文中推导的CFRP加固混凝土箱形墩柱温度自应力解析式具有足够的精度。     

广东虎门辅航道连续刚构桥混凝土箱梁的温度梯度研究

根据广东虎门辅航道连续刚构桥混凝土箱梁日照作用下的温度观测结果,研究箱梁沿断面高度方向的温度梯度分布规律。在参考国内外相关规范基础上,采用非线性回归方法提出该桥混凝土箱梁的温度梯度模式。利用空间有限元计算手段,针对箱梁的变形和应力对温度梯度模式的敏感性进行对比分析。研究结果表明,温度梯度模式对结构性能的影响很大。依据该桥温度观测数据提出的温度梯度计算模式可作为连续刚构桥混凝土箱梁日照温差作用下结构计算的重要参考。     

大跨度混凝土连续箱梁桥温度效应研究

为探明大跨度混凝土箱梁桥施工及成桥阶段的温度场及温度效应，以某实际箱梁桥为研究对象，基于现场监测的温度数据，拟合得到日照作用下混凝土箱梁的竖向温度梯度模式，并在此基础上，建立桥梁各阶段的温度效应结构计算模型，重点研究了箱梁桥在现场监测及各国规范规定的温度梯度模式下的温度应力及竖向挠度分布规律，分析了现场监测得到的最不利竖向温差模式下混凝土箱梁截面的横向及竖向温度应力分布规律。研究结果表明：1)中国《铁路桥涵混凝土结构设计规范》(TB 10092—2017)规定的温度梯度模式的计算结果与依托工程桥梁现场监测结果一致性最好，英国桥梁规范接近；2)混凝土箱梁的顶板和底板主要承受横向温度应力，腹板主要承受竖向温度应力。     

CFS加固混凝土墩柱温度自应力弹性解及影响参数研究

考虑到碳纤维布（CFS）与混凝土的热胀系数不同，建立了CFS加固的任意形状横截面混凝土构件因日照辐射或骤然降温引起的温度自约束变形求解方程。进而推导了CFS加固混凝土矩形、箱形墩柱在指数和均匀温度梯度下的温度自应力弹性解。最后就弹性解讨论了CFS厚度、热胀系数、弹性模量和混凝土强度等级（弹性模量）、截面宽度、高度等因素对CFS加固混凝土矩形墩柱温度自应力的影响。     

混凝土桥梁温度作用模式及效应规律

介绍中外几种典型的桥梁设计规范中有关混凝土桥梁温度作用的规定与国内实测温度梯度作用模式,并以广东省内数座连续梁实桥为工程背景,对其模式和效应规律进行研究。主要规律为：在同一温度梯度作用下,截面上缘温度自应力与梁高成正比,次应力与梁高成反比,而总温度应力与梁高及跨径关系不大,顶缘温度应力可近似表达为0.29T1（T1：顶缘温度）;截面下缘温度自应力、次应力和总应力与梁高均成反比等。     

寒流作用下钢管混凝土高墩温度场观测与效应分析

基于雅泸高速公路腊八斤特大桥温度场连续观测结果,研究了寒流作用下钢管混凝土高墩温度场的分布和变化规律。利用数理统计方法,拟合了截面寒流降温模式的温度梯度,结果表明:沿钢管混凝土柱截面径向温度变化中,越靠近钢管中心,温度变化越滞后于大气温度;寒流作用下钢管混凝土柱截面径向的温度梯度可用三次多项式来表示;腹板温差可用指数函数来表示。负温差使高墩表面产生较大的拉应力与墩顶偏位,且对成桥后的内力有着不可忽视的影响。     

超宽分离式混凝土箱梁梯度温度模式的实测与建模

通过对超宽分离式混凝土箱梁温度场的观测,研究了混凝土箱梁在日照辐射和寒流作用下的温度变化情况和竖向温度梯度的分布规律。发现在日照辐射作用下,混凝土箱梁竖向温度梯度模式近似服从指数分布,寒流作用下混凝土箱梁竖向温度梯度模式近似服从线性分布,并拟合出混凝土箱梁竖向温度梯度曲线。     

截面几何参数对混凝土薄壁桥塔温度应力的影响

为了研究截面几何参数对混凝土薄壁桥塔温度应力的影响,基于某悬索桥混凝土桥塔实测日照温差,通过有限元方法分析了不同塔壁厚度、塔壁长宽比和塔壁内外表面角隅处倒角等条件下桥塔截面的温度应力,结果表明:改变塔壁厚度、塔壁长宽比和塔壁内侧角隅处倒角对桥塔温差应力均有不同程度的影响;在塔壁内外正温差条件下,桥塔内表面角隅处的温度应力随塔壁厚度的增加而增大;负温差条件下,塔壁外表面的温度应力随塔壁厚度的增加而减小;改变塔壁截面长宽比对改善塔壁截面温度应力的效果不明显;正温差条件下,在塔壁内侧截面角隅处设置倒角,可有效降低塔段内表面的温度应力,在考虑混凝土体积与抗压刚度的情况下,其倒角尺寸建议在0.3 m×0.3 m～0.5 m×0.5 m之间;负温差作用下,塔壁厚度比是重要设计参数,其取值不宜太大,较大的塔壁厚度比可以降低桥塔中心处温度应力,但同时会导致角隅处温度应力集中,混凝土体积增加,塔壁长宽比变小,从而导致桥塔的抗压刚度降低。在设计柱状薄壁箱形结构截面时,满足结构承载能力和工程造价的前提下,要充分考虑日照温差应力对薄壁箱型结构的影响,其研究成果可推广应用于其他桥型的混凝土空心薄壁箱型桥塔或桥墩截面设计中。     

基于桥梁不同走向及墩身截面形式的薄壁高墩日照温度效应分析

桥梁受到日照温度作用时,结构的内外表面形成较大温差,从而产生温度应力。为研究薄壁高墩的日照温度效应,对两座不同走向不同墩身截面形式的薄壁高墩桥梁进行了温度场测试,得出了不同薄壁截面形式的高墩温度场分布规律,拟合出温度场计算公式,揭示了桥梁走向对薄壁高墩日照温度效应的影响。结果表明:混凝土薄壁高墩的温度应力与桥梁的走向呈周期性变化,在0°~90°范围内,墩身纵桥向和竖向的温度应力随桥梁中轴线方位角的增大而增大;而横桥向的温度应力,在0°~45°范围内,随桥梁中轴线方位角的增大而增加,45°左右达到峰值,45°~90°后随之下降。     

梯度温度作用下装配式混凝土箱梁温度应力分析

装配式混凝土箱梁在温度作用下产生的结构次内力是造成其开裂的重要因素.为研究装配式混凝土箱梁在梯度温度作用下的温度应力分布,对4种不同国家设计规范梯度温度模式下装配式混凝土箱梁温度场进行分析.通过建立某五跨装配式混凝土箱梁实体单元模型,施加温度荷载,对不同温度场下连续装配式混凝土箱梁的应力与变形进行计算.结果表明,装配式...     

桥梁结构日照温差二次力及温度应力计算方法分析

预应力混凝土箱梁结构桥梁在太阳辐射作用之下所诱发的温度差异应力主要包括自我约束应力以及次应力这两个方面,会在一定程度上造成桥梁出现结构裂缝,不利于桥梁自身的稳定、安全运行。针对此情况,分析桥梁结构日照温差二次力以及温度应力的计算方法与要点,望能够进一步在工程实践中加以应用。     

大跨径预应力混凝土箱梁桥温度效应

通过在中部地区某大跨径预应力桥梁箱梁桥典型截面埋设温度传感器及应变计,对箱梁截面温度场及温度效应连续观测,掌握公路大跨径预应力混凝土箱梁桥顶、底板温度分布规律,推出适合中部高温环境下的箱梁温度梯度模式,并将有限元计算值与现场实际温度效应测量数据进行对比分析,证明现场温度梯度推导公式的合理性,进而给出适合中部高温环境地区桥梁温度梯度的合理模式。     

混凝土箱梁温度场观测与分析

为了确定适合新疆伊犁地区特点的大跨度钢筋混凝土箱形梁桥的温度梯度模式,以新疆伊犁河大桥施工为工程背景,对大跨度钢筋混凝土箱形梁桥箱梁的温度场进行现场连续观测。采用有限元法,计算和分析基于建桥地区气候特征的钢筋混凝土箱形梁桥的温度梯度模式,并与现场实测温度数据进行比较,计算值和实测值吻合较好。最后利用数理统计的方法,拟合出桥梁施工控制时刻的升温模式和降温模式温度场,并与国内外设计规范中有关温度荷载的规定进行比较,其结果与英国BS5400规范温度梯度模式和我国公路桥涵新规范温度梯度模式较为一致,从而验证了推荐的温度梯度模式的合理性。本分析研究方法及推荐的温度梯度模式对类似桥梁工程的设计和施工具有指导意义。     

混凝土箱梁温度场计算方法研究

混凝土箱梁桥温度场是非线性的,其分布主要取决于环境条件、物理性质、几何材料特征以及桥梁走向位置等因素。本文简要介绍了一个考虑以上因素计算箱梁表面温度分布的解析模型,在此基础上进行箱梁桥温度场的热力学有限元瞬态分析。以杭州湾跨海大桥非通航孔桥为例,计算大跨预应力混凝土箱梁结构的温度场,通过与规范的计算进行比较,得到一些关于混凝土箱型梁桥温度效应的结果,可为工程设计和管理提供必要的依据。     

温度场作用下大跨混凝土箱梁横向分析

为研究温度效应对大跨度混凝土结构受力的影响,结合某铁路特大桥实际工程,建立了混凝土箱梁的热-结构耦合分析三维有限元模型,分析了在温度场作用下混凝土箱梁的应力分布规律以及温度场变化对横向分析结果带来的影响.     

基于高温沥青摊铺温度场的钢筋混凝土连续箱梁桥有限元研究

沥青混凝土铺装桥面产生的高温会在箱梁内引起温差分布,导致温度变形,从而产生温度应力。目前,我国规范未对高温沥青摊铺引起的桥梁结构的温度场分布作出规定,故由其引起的温度应力在设计中尚未考虑。本文在借鉴国内外箱梁温度应力理论与方法的基础上,利用了ANSYS软件建立预应力钢筋混凝土连续梁桥三维实体模型,分别计算日照温度场、高温沥青摊铺温度场和设计活荷载下桥梁的应力状态。通过对比分析,研究了在实桥模型下,日照温度场和高温沥青摊铺温度场所引起的桥梁应力异同。     

广州猎德大桥索塔日照温度效应分析

广州猎德大桥是一座自锚式独塔两跨悬索桥,索塔为贝壳状混凝土结构。处于外界环境中的混凝土结构,由于受日照、气温变化等气候因素的影响而引起非线性的温度分布,产生温度应力和温度变形。结合猎德大桥的地理位置、方位、气候条件等因素,以热传导理论对索塔的日照温度分布进行分析,并对温度应力进行计算,为索塔提供相关的设计依据。     

箱梁边腹板温度梯度影响分析

桥梁箱梁结构在温度荷载作用下会产生温度应力,对该应力的研究通常集中于整体升降温和桥面顶板的温度应力,而对于边腹板的温度应力仍需进一步研究。结合工程实例,对边腹板温度梯度所引起的箱梁应力与自重、桥面顶板温度梯度引起的应力进行比较分析,从而得出在保证结构安全方面,预应力结构能更有效地应对温度梯度的结论。