箱内边界模拟方法对箱梁截面温度场的影响研究

为准确模拟箱内温度,选择合适的箱内边界条件模拟方法进行箱梁截面温度场研究,以某混凝土箱梁桥为背景,实测其箱梁截面温度场,采用MIDAS FEA软件建立箱梁截面模型,分析4种箱内边界条件模拟方法(实测温度法、环境温度法、气温均值法和空气单元法)对箱梁截面温度场的影响,并分析极端温度下箱梁截面的平均温度。结果表明:对于箱梁截面温度日变化曲线,采用实测温度法的有限元计算值与实测值吻合最好,缺乏实测箱内温度时,采用空气单元法的有限元计算值与实测值吻合最好;4种方法对箱梁截面的平均温度及竖向正温度梯度的影响均较小;空气单元法可进行极端温度下的箱梁截面温度场分析。建议采用空气单元法进行混凝土箱梁截面温度场研究。     

基于实测的混凝土箱梁腹板横向温度效应研究

为研究混凝土箱梁腹板横向温度梯度的特征以及横向温度梯度对桥梁结构应力的影响,以某大桥连续刚构辅桥为背景,对混凝土箱梁腹板横向温度效应进行研究。该桥为主跨268m的连续刚构桥,南北走向,分幅布置,墩顶处混凝土箱梁腹板厚度达到1m。基于该桥1年的实测温度,首先使用最小二乘法拟合实测温度,得到箱梁腹板横向正、负温度梯度;然后通过有限元方法计算分析实测温度梯度中考虑与不考虑腹板横向温度梯度时的温度效应。研究结果表明:腹板横向正温度梯度可只考虑单侧腹板,腹板横向负温度梯度则考虑腹板两侧对称布置;考虑腹板横向正温度梯度时,底板上缘拉应力增值较大;考虑腹板横向负温度梯度时,腹板外侧纵向应力由压应力变为拉应力,应力明显增大,混凝土箱梁腹板的横向温度效应在桥梁设计中不可忽略。     

基于实测的混凝土箱梁腹板横向温度效应研究北大核心

为研究混凝土箱梁腹板横向温度梯度的特征以及横向温度梯度对桥梁结构应力的影响,以某大桥连续刚构辅桥为背景,对混凝土箱梁腹板横向温度效应进行研究。该桥为主跨268m的连续刚构桥,南北走向,分幅布置,墩顶处混凝土箱梁腹板厚度达到1m。基于该桥1年的实测温度,首先使用最小二乘法拟合实测温度,得到箱梁腹板横向正、负温度梯度;然后通过有限元方法计算分析实测温度梯度中考虑与不考虑腹板横向温度梯度时的温度效应。研究结果表明:腹板横向正温度梯度可只考虑单侧腹板,腹板横向负温度梯度则考虑腹板两侧对称布置;考虑腹板横向正温度梯度时,底板上缘拉应力增值较大;考虑腹板横向负温度梯度时,腹板外侧纵向应力由压应力变为拉应力,应力明显增大,混凝土箱梁腹板的横向温度效应在桥梁设计中不可忽略。     

基于广义极值分布的大跨刚构桥温度梯度研究

为了确定混凝土箱梁内部最不利正、负温度梯度分布形式,对处于成桥阶段的某大跨径混凝土连续箱梁桥进行了为期13个月的持续温度观测。在现场采集温度数据的基础上,采用概率统计分析后运用广义极值分布的方法计算沿箱梁高度方向和沿腹板宽度方向最不利正温度梯度及顶板、腹板和底板厚度方向最不利负温度梯度,并建立结构整体模型和温度控制截面模型进行不同温度梯度形式下温度效应研究。结果表明:计算得出的实测最不利温度梯度与规范规定的温度梯度不同,为观测桥梁所在地区分析混凝土箱梁温度效应影响提供指导。     

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。     

某预应力混凝土连续刚构桥收缩徐变效应研究

本文采用《桥涵设计通用规范》(以下简称中交04)、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(以下中铁05)及欧洲混凝土委员会和国际预应力混凝土协会《CEB-FIP标准规范》(以下简称CEB-FIP1990)、美国混凝土学会《ACI209规范》(以下简称ACI209规范)中涉及的四种计算模型对某预应力混凝土连续刚构桥收缩徐变效应进行研究,通过MIDAS有限元模拟对该桥施工及运营各个阶段的收缩徐变进行分析,重点考虑在收缩徐变对该桥结构产生的影响,并比较不同规范计算模型下的收缩徐变差异。     

连续箱梁桥混凝土铺装桥面梯度温度取值探讨

按照新规范计算得到的混凝土铺装桥面箱梁桥的梯度温度应力与旧规范以及新规范沥青铺装的梯度温度应力相差较大.在比较分析的基础上,指出现阶段箱梁桥的结构设计中,对于采用混凝土铺装的桥梁结构也需要考虑铺装层厚度对梯度温度取值的折减作用,提出了一种梯度温度的折减模式.     

极端气候下小箱梁截面平均温度简化计算方法研究

为准确预测混凝土小箱梁桥主梁顺桥向的温度胀缩变形,对极端气候条件下该类桥梁主梁截面平均温度计算方法进行研究.以某座混凝土小箱梁桥为背景,采用MIDAS软件建立小箱梁截面有限元模型模拟其温度场,计算极端气候条件下小箱梁截面平均温度极值.提出基于100年重现期的环境温度极值和日太阳总辐射最大值的平均温度简化计算方法(方法1...     

预应力混凝土箱梁日照温度场试验及仿真分析

通过对某大跨预应力连续箱梁桥进行连续数日的温度场观测试验,验证了我国最新规范关于日照温度效应设计条款的可靠性;同时基于平面非稳态温度场理论,引入箱梁截面温度分布求解的解析模型,应用ANSYS有限元软件对实桥进行日照作用下温度场分布的时程仿真分析,而后将解析模型所得结果同现场试验结果进行比较,验证了预应力混凝土箱梁温度场引入数值仿真分析的可行性。     

预应力砼箱梁温度效应研究

针对温度荷载作用引起预应力砼箱梁桥产生的裂缝问题,结合某箱梁桥,建立有限元三维模型进行数值模拟,对比分析在中、英、美规范中温度梯度荷载分布模式下预应力砼连续箱梁的温度效应。结果表明,预应力砼连续箱梁在温差作用下温度效应显著,中国规范中的竖向温度梯度分布模式与美国AASHTO规范和英国BS5400规范有一定差异,在考虑温度效应时选取合适的温度梯度分布模式至关重要;各国规范在竖向正温差作用下的温度应力均超过砼抗拉强度设计值,砼结构可能开裂,实际工程中应对桥梁截面温度进行监测以准确把握结构受力情况;进行宽桥设计时不容忽视横向温度梯度的影响。     

西北极寒地区混凝土箱梁温度场实测与仿真分析

以新疆小沙河中桥为背景,通过试验实测与有限元分析,研究西北极寒地区混凝土箱梁温度场分布特点及其温度效应。选取2016年1月20日至2016年2月20日实测温度数据作为研究对象,分析结果表明:受太阳辐射的影响,梁高方向存在明显的温度梯度,测点T1,T4最大温差达到6.4℃,测点T4,T6最大温差达到5.6℃;腹板壁厚方向存在明显的温度梯度,测点T3,T5之间最大温差达到5.6℃;底板沿壁厚方向存在明显的温度梯度,测点T7,T8之间最大温差达到8℃。基于传热学分析理论,建立混凝土箱梁温度场有限元模型,选取2016年1月27日06:00到2016年1月28日06:00的实测温度数据,验证了混凝土箱梁温度场有限元模型的准确性。在验证有限元模型准确性基础上,计算日照升温和寒潮降温作用下混凝土箱梁梁高、腹板以及底板壁厚方向的温度场分布,计算分析最不利时刻温度场作用下的混凝土箱梁的温度效应,并与现有规范进行对比。研究结果表明:西北极寒地区带沥青铺装的混凝土箱梁竖向温度梯度与规范有所差别,箱梁顶板温差较小,而底板温差较大;日照下腹板温度高于顶板,降温时顶板温度高于腹板;温度效应计算较规范更为不利,降温时在底板产生的拉应力可能使混凝土产生开裂;在进行西北地区混凝土箱梁的设计计算时,建议根据桥位处气象数据对温度效应进行分析。     

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。     

寒潮所致混凝土箱梁桥温度应力分析

以降温幅度和降温持续时间为特征值构造了寒潮强度函数,引入箱梁截面基于传热学意义上的特征长度概念,采用ANSYS有限元软件按热传导第三类边界条件分析了某3跨等截面连续梁桥在各种强度的寒潮温度荷载作用下的瞬态温度分布和时程温度应力。考察了该桥的寒潮效应随寒潮强度、箱梁表面的对流换热系数和箱梁截面特征长度的变化而变化的规律,对混凝土箱梁桥寒潮温度效应的敏感影响因素进行了识别。     

混凝土连续箱梁桥温度应力对比分析

按照《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）对横截面正、负梯度温度模式的规定,分别对同一座3跨预应力混凝土连续箱梁桥的梁单元模型和实体单元模型施加相同的温度荷载进行温度效应分析,对比来自2种单元模型的梁顶和底缘的总温度应力、温度自应力和温度次应力的计算结果,阐述2套结果的异同点,分析差异的成因。指出基于平面杆系有限元理论软件算出的温度应力值有可能偏小,宜辅之以实体单元模型的计算结果作为校正。     

混凝土箱梁桥的负温差及其效应分析

运用辐射换热、对流换热等相关理论,对箱梁表面的各种热流进行分析,并将各种热流转换成易于加载的对流换热形式,即采用综合对流换热系数和综合大气温度来反映箱梁表面各种热流,在此基础上应用有限元方法对箱梁温度场进行计算,获得了箱梁在降温作用下箱梁温度场的分布规律,与现有规范中的负温差模式进行对比,为箱梁负温度梯度模式的合理确定提供了可靠依据。最后采用空间有限元程序分析了混凝土箱梁桥在骤然降温作用下的效应,为同类型箱梁桥的设计提供参考。     

MIDAS/Civil分体式小箱梁湿接缝模拟方法

以由3片分体式组合箱梁组成的30 m三跨连续梁桥为研究对象,利用大型有限元软件MIDAS/Civil,建立了3种湿接缝模拟方法的梁单元模型,分别为湿接缝换算法、刚接梁法、横向虚拟梁法。对比分析3种计算模型在3种荷载工况下各片箱梁的边跨跨中与中跨跨中位移解。计算结果表明:实体模型计算结果准确但建模复杂,与之相比,湿接缝换算法、刚接梁法、横向虚拟梁法模型建模较简单,最大误差为6.4%;湿接缝换算法、刚接梁法、横向虚拟梁法是分体式组合小箱梁桥的较合适建模方法,可用于分体式组合小箱梁桥结构分析。     

预应力混凝土连续梁桥悬臂施工过程空间分析

结合混凝土连续梁桥设计和有限元理论,运用有限元分析程序ANSYS,对一座典型的3跨变截面预应力混凝土连续箱梁桥施工过程进行空间受力分析,讨论了悬臂施工各阶段预应力效应和温度变化对空间应力分布的影响。     

某连续刚构桥0号块局部应力分析

预应力混凝土连续刚构桥的0号块箱梁段由于其构造及受力及其复杂,因此保证其安全十分重要。结合某连续刚构桥,使用MIDAS/FEA软件建立0号块局部有限元模型,从整体模型中提取结构内力作为局部模型的边界条件,对其在施工、成桥及运营阶段等荷载工况下进行了应力分析,分析结果表明,该桥墩0号块受力均满足规范要求,计算结果已为该桥设计提供依据。     

不同水泥含量混凝土施工期温度应力场分布的有限元分析

研究不同水泥含量混凝土施工初期内部温度应力分布的特征,提出相关病害的预防有效措施,以某特大桥0号箱梁为研究对象,以MIDAS/FEA有限元分析软件为计算平台,采用有限单元法对施工期混凝土水化热温度场进行了数值模拟计算,分析了2种不同水泥含量的计算方案。结果表明:2种水泥含量下混凝土浇筑3d左右内部温升均达到高峰;低放热混凝土内部应力集中分布区域面积较小,有利于降低混凝土温度裂缝的出现;箱梁腹板与横隔板交界处温度应力集中,应注意此处的降温和减小应力措施。     

温度对桥梁结构内力的影响分析

以某40m+5×70m+40m预应力混凝土箱梁为依托,分析了日照作用下混凝土箱梁竖向温度分布规律。借助midas Civil有限元结构分析软件,分别建立了箱梁悬浇阶段和成桥状态下的温度引起的结构状态变化模型,并进行了温度对箱梁应力和挠度影响的计算与分析。结果表明,温度对桥梁应力及挠度有一定影响,特别是成桥状态下温度对桥梁应力影响较大,因此在桥梁施工监控和结构测试时应考虑温度效应。