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。     

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。     

大跨径连续刚构桥箱梁温度场测试与温度效应分析

新寨河大桥是一座大跨径连续刚构桥,其最大跨径达到230 m,实测了太阳辐射下箱梁截面温度场,获得了箱梁竖向温差分布拟合曲线。建立该桥箱梁悬臂施工阶段的有限元模型,对其温度效应进行了计算,并现场实测了相关数据。     

福州地区混凝土箱梁板厚及竖向温度梯度研究

以福州市鳌峰大桥为工程背景,基于345 d的温度数据,采用ANSYS有限元软件研究箱梁截面尺寸、桥梁方位角、风速、太阳辐射强度以及日温差等参数对混凝土箱梁板厚温差的影响。根据参数分析结果确定箱梁最不利板厚温差及简化计算模型,对福州地区箱梁最不利截面温度分布进行研究,并将其与我国公路桥规中的温度梯度进行对比,得出一些有益结论。     

大跨径连续刚构桥温度效应分析

新寨河特大桥是一座大跨径连续刚构桥,其最大跨径达到230 m,笔者实测了太阳辐射下箱梁截面温度场,获得了箱梁竖向和横向温差分布拟合曲线。建立了该桥的有限元模型,对悬臂施工阶段和成桥状态的温度效应进行了计算,并现场实测了相关数据。     

连续刚构桥箱梁温度场测试研究

对某高墩大跨连续刚构桥在太阳辐射下箱梁截面温度场进行了测试,采用最小二乘法对实测温差进行回归分析,获得了箱梁竖向温差和横向温差非线性分布的拟合曲线。建立了该桥的有限元计算模型,并分析了温差的影响。     

大跨连续刚构桥箱梁横向温度效应分析

龙潭河大桥是一座高墩大跨径连续刚构桥,其最大跨径200 m,实测了太阳辐射下箱梁截面温度场,采用最小二乘法对实测温差进行回归分析,获得了箱梁竖向温差、横向温差非线性分布的拟合曲线。建立该桥的有限元计算模型,并分析了横向温差的影响。     

大跨连续刚构桥箱梁横向温度效应分析

龙潭河大桥是一座高墩大跨径连续刚构桥,其最大跨径200 m,实测了太阳辐射下箱梁截面温度场,采用最小二乘法对实测温差进行回归分析,获得了箱梁竖向温差、横向温差非线性分布的拟合曲线.建立该桥的有限元计算模型,并分析了横向温差的影响.     

薄壁空心高墩日照温度场试验及数值模拟

为研究薄壁空心高墩的日照温度场分布规律及最不利正温差分布模式,以石门特大桥施工监测为基础,运用ANSYS软件建立高墩截面二维温度场有限元模型进行数值模拟,与现场实测数据对比分析,采用最小二乘法拟合出高墩径向最不利正温差分布模式。研究表明:高墩东侧、南侧、北侧、西侧内外表面日照最大正温差出现时刻分别为12:00、15:00、16:00、17:00;石门特大桥空心薄壁高墩截面南侧的径向正温差分布模式为T_x=19.0e~(-7.8x);合理选取混凝土结构温度场边界条件计算公式,运用ANSYS进行仿真分析具有较高精度。     

预制T梁架设阶段横向温度梯度作用侧向变形研究

为控制大跨预制混凝土T梁架设阶段由横向温差导致的侧向失稳,以标准截面预制混凝土T梁为背景,对架设阶段横向温度梯度作用下的T梁侧向变形进行研究。建立截面热传递理论模型,通过热传递有限元分析得到主梁温度时程与分布,并与实测结果对比以验证有限元分析准确性,分析极端环境条件下(最高气温、最低气温、最大温差和最强太阳辐射)截面横向温度梯度分布,提出横向温度梯度多线性分布模式和预制混凝土T梁在横向温度梯度作用下的侧向变形简化分析方法。结果表明：热传递有限元分析计算结果与实测结果吻合;混凝土T梁顶、底板温差明显,且均产生较大的横向温度梯度;顶、底板及腹板的最高温度均出现在太阳直射边缘,最低温度出现在横向中心位置附近;采用简化分析方法计算预制混凝土T梁在横向温度梯度作用下的侧向变形,并得到不同标准截面梁在极端横向温度梯度下的侧向变形与跨径的关系,可为预制混凝土T梁架设时侧向变形控制提供参考。     

低纬度地区混凝土箱梁温度梯度研究

混凝土箱梁结构的温度梯度与自然环境条件密不可分,但我国公路桥梁设计规范尚未能详细考虑不同环境条件下的温度梯度。为此,对低纬度的广东地区某连续刚构箱梁截面布置温度测点并进行了长期的监测,提取混凝土箱梁沿竖向的每日最大温差数据,分析得到了沿截面高度变化的指数和折线函数相结合的正、负温差函数。依据极值理论得到50年重现期的温度梯度标准值,并与规范规定的温度梯度函数进行了对比研究。结果表明:实测竖向温度梯度可用折线和指数函数相结合的分段函数描述;气温骤降是引起箱梁负温度梯度的主要原因,实测温差数据推得的负温度梯度值大于规范规定的负温度梯度值。     

乌海黄河大桥箱梁截面日照温度场及温度应力研究

桥梁结构在日照作用下会产生不均匀温度场,出现温度应力,给桥梁的正常使用造成威胁。文中以乌海黄河大桥为研究背景,基于热分析基本理论,利用ANSYS软件建立二维箱梁截面模型,对砼箱梁进行温度场数值分析,得出箱梁截面各时刻温度场分布和沿梁高方向温差分布曲线,并求解温度应力分布及截面关键路径上温度应力变化情况。     

刚构-连续箱形梁特大桥的混凝土箱形截面温度场有限元分析

依托湖南省衡东县某实际项目,利用有限元对刚构-连续箱形梁特大桥的混凝土箱形截面温度场进行了研究。基于温度传感器对典型断面的温度场进行实测,得到了箱梁温度场的变化规律,同时为有限元分析提供准确的基础资料。基于ANSYS有限元软件,建立了箱梁温度场模型,对温度场进行了数值模拟,并通过对比现场实测结果与数值分析结果,验证了模型的准确性和可靠性。通过对有限元软件计算得出温度场云图进行分析,总结了刚构-连续箱形梁特大桥的混凝土箱形截面温度场的变化规律,在刚构-连续箱形梁特大桥研究领域内具有较高的借鉴意义和参考价值。     

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。     

大跨预应力混凝土连续箱梁桥日照温差效应

对某特大型预应力混凝土连续箱梁桥进行了连续4 d的温差效应观测,在实测数据的基础上论述了箱梁桥的温度场及其变化规律,继而提出了一种适合于中国中部地区的同时考虑箱梁竖向和横向温差的温度梯度模式,将该模式与实测资料进行了比较并分析了温差效应。结果表明:由该模式计算出的最大横向温差时刻与实测结果十分吻合,对箱梁桥日照温差效应的测试有参考价值。     

大体积砼温度场现场监测与数值模拟分析

在大体积砼温度场现场监测的基础上,基于ABAQUS有限元分析软件强大的仿真分析技术和求解功能,通过参数设计语言内部函数和宏命令控制程序来模拟某工程基础大体积砼的温度场,建立分析温度场和应变场的数值模型,并将分析结果与实测结果进行对比。研究结果表明,计算的数据曲线与实测曲线在趋势上基本一致,最大值与实测的最大值之间最大误差在10%以内,证明了有限元方法对大体积砼温度场计算的有效性和准确性。针对峰值温度出现较早的问题,在条件允许的情况下,可加入适量的缓凝剂,推迟峰值温度的出现龄期。     

混凝土箱梁施工温度控制研究

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,文章结合预应力混凝土连续梁桥的箱梁施工实践,运用有限元软件建立了箱形梁的实体模型,模拟实际混凝土水化热温度场分布,分析了箱梁底板应力时程变化,并与实测资料进行了对比分析,对箱梁温度控制提出必要的措施,为混凝土箱梁桥的设计和施工提供了指导。     

混凝土箱梁温度场有限元分析

应用大型有限元分析程序ANSYS对南京长江二桥北汊主桥0号块箱梁混凝土的浇注温度场进行了分析，并将计算结果与混凝土连续箱梁的实测温度进行了比较，结果显示用本文所建立的有限元分析模型可以精确的仿真实际混凝土温度场。     

早龄期混凝土箱梁温度场分析

混凝土水化热引起的温度效应是导致混凝土箱梁早期发生开裂的主要原因之一,严重影响施工质量,成为困扰土木技术人员的难题。为此,对某大桥进行温度场试验,基于箱梁混凝土热传导理论,利用有限元数值分析软件ANSYS,建立该大桥混凝土箱梁块水化热分析的有限元数值模型,对该混凝土箱梁结构的水化热温度场产生的过程进行数值分析,并将仿真分析结果和现场实测数据进行对比,研究早期混凝土箱梁的温度场分布及其时变特点。研究结果表明,采取正确的热学参数,混凝土箱梁温度场有限元数值仿真能准确模拟混凝土箱梁水化热现场试验温度场的分布和发展过程。混凝土箱梁结构的水化热温度梯度规律明显,减小混凝土箱梁内外温度梯度是降低混凝土箱梁早期裂缝的关键。底板中部的温度高于靠近表面位置的达23. 1℃,这是因为底板厚度较大,水化热不宜扩散,因此在混凝土养护过程中要更加注意底板等大尺寸部位的散热。研究结果为混凝土箱梁结构的温度场分析方法提供理论依据,便于准确掌握混凝土箱梁的温度应力,明确受温度效应影响最大的位置,为施工过程中的混凝土箱梁的温度控制提供参考和借鉴。