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。     

大跨连续箱梁桥0#块高强混凝土水化热及温控措施分析

针对大跨连续梁桥箱梁0~#块施工过程中的水化热问题,基于有限元模型对冷却管通水循环的降温效果和防裂效果进行了比较分析。基于热交换平衡原理,考虑环境因素和材料特性的影响,采用Midas/FEA软件,在箱梁0~#块无冷却管通水循环模型与实测温度场数据相吻合的条件下,比较了箱梁0~#块无冷却管和冷却管通水循环计算模型的混凝土降温效果、温度应力和最小裂缝系数;通过对计算结果的分析,进一步明确了冷却管通水循环对0~#块混凝土水化热裂缝防控的有效性。结果表明:冷却管通水循环可显著地降低箱梁0~#块混凝土的温度峰值、应力峰值和表面开裂几率,为大跨连续梁桥箱梁0~#块高强混凝土施工质量控制提供了有效措施。     

考虑轮胎空气耦合传热的轮胎温度场分析

针对目前在轮胎温度场有限元分析中对流换热系数计算方法泛化能力不强的问题,提出了利用CFD方法分析轮胎与空气耦合传热来确定对流换热系数的方法。以12.00R20全钢载重子午线轮胎为研究对象,采用耦合传热方法,对旋转轮胎处于静止空气域时的各种工况进行仿真得到对流换热系数,并应用于轮胎温度场有限元分析中。通过对有限元仿真结果和试验结果的对比,说明了该方法的有效性。     

空心高桥墩日照时变温度场及温度效应研究

为了深入揭示空心高桥墩在日照温度作用下的温度场分布规律及温度效应,以衢宁铁路某大桥混凝土桥墩为工程背景,进行空心高桥墩温度场的观测试验。在实测温度场数据的基础上,根据太阳物理学及传热学相关理论,考虑太阳辐射、长波辐射、对流换热、风速等因素,建立桥墩三维瞬态日照温度场有限元数值仿真模型,有限元分析结果与实测数据对比表明两者吻合较好,反映出温度场有限元数值分析的准确性和实用性;在有限元分析的基础上,进一步采用最小二乘法拟合出适合该桥的空心高墩沿壁厚方向的梯度模式,并与规范对比;最后,通过热一结构耦合分析,得到空心高墩在日照温度作用下的应力分布。     

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。     

钢箱-混凝土组合梁桥竖向温度梯度分析

为了研究钢箱-混凝土组合梁桥竖向温度梯度分布模式和其影响因素,以某简支钢箱-混凝土组合梁桥为背景,基于三维遮挡算法,考虑太阳辐射、对流换热、结构热传导等因素影响,采用ABAQUS有限元软件建立钢箱-混凝土组合梁桥温度场,分析精细有限元模型。分析四季典型天气下竖向温度分布变化规律,提出了两种竖向温度梯度模式,采用基于温差基数、位置基数的多折线模式对竖向温度梯度进行简化。采用参数分析的方法分析环境参数、材料参数、截面参数对竖向温度梯度的影响,并采用多元线性回归的方法分析各参数的影响程度,提出钢箱-混凝土组合梁桥的竖向温度梯度基数回归函数。     

日照作用下钢管混凝土构件截面温度场有限元分析

提出日照作用下钢管混凝土构件截面温度场的有限元计算方法。日照作用下钢管混凝土构件表面的热流考虑钢管外表面与周围大气之间的对流换热、太阳辐射引起的钢管表面的辐射换热和钢管表面吸收的太阳辐射能,从而将边界条件简化为用牛顿传导定律表达的第3类边界条件。通过将构件表面分成4个区域来实现日照边界条件中太阳辐射强度的简化计算,其中,竖立构件表面可分为东、西、南、北朝向面上的太阳辐射;横放构件表面可分为东、西、水平面上的太阳辐射和仅与大气产生对流换热的一面。算例分析表明,有限元计算结果与实测结果吻合良好,可供今后研究和工程应用参考。今后有必要对通用程序进行二次开发,以简化目前复杂的太阳辐射作用的计算。     

钢筋混凝土箱形梁桥悬臂施工阶段温度效应研究

以新疆伊犁特大桥为工程背景,利用ANSYS有限元软件建立悬臂施工阶段箱梁的温度场仿真模型,对箱形梁桥施工过程中温度效应进行计算与分析,得到桥梁在不同时刻温度场作用下的应力及线形变化,并与现场试验数据进行对比,验证了该温度场仿真模型的正确性,得出一些温度效应对大跨度钢筋混凝土箱梁桥施工的影响规律。     

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。     

钢筋混凝土箱梁桥沥青摊铺温度梯度模式的研究

高等级公路桥已广泛采用沥青混凝土铺装,而沥青混凝土摊铺时的温度往往高达150℃左右,如此高的温度必然会在桥梁结构中引起不利的温度场.沥青摊铺对钢筋混凝土箱梁桥温度场的影响是多方面因素共同作用的结果,通过对诸如梁体初始温度、沥青下料温度及摊铺层厚度等影响因素的数值分析,提出了考虑各种影响因素的温度梯度分布模式,为钢筋混凝土箱梁桥在沥青摊铺作用下的温度场和温度效应的分析计算提供了一种简化的计算公式.     

PC连续箱梁桥合拢段劲性骨架设计方法分析

预应力混凝土连续箱梁桥合拢段劲性骨架的受力情况对梁桥合拢有着十分重要的影响。采用非线性有限元软件midas FEA对预应力混凝土连续箱梁桥施工阶段的合拢段劲性骨架进行受力分析,结合箱梁的温度荷载分析理论,讨论不同施工阶段整体升降温作用、竖向温差作用、风荷载作用下合拢段劲性骨架的受力情况,并对竖向温差作用下的分析结果与传统分析方法确定的劲性骨架的内力进行对比,提出了劲性骨架设计计算中必须注意的问题,为劲性骨架设计计算提供指导。     

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。     

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。     

大跨径连续刚构桥箱梁腹板开裂原因数值分析

在分析引起连续刚构箱梁桥箱梁腹板开裂原因的基础上,以广东佛山三水二桥为工程背景,采用Midas有限元软件和ANSYS软件,对无应力损失、预应力损失分别为30%和50%三种情况下预应力砼连续刚构箱梁桥腹板主压应力和受力情况进行了计算,对整体降温和一定温度梯度影响下箱梁腹板裂缝情况进行了计算分析,进而指出了设计和施工中预防连续刚构箱梁桥箱梁腹板开裂的措施以及中国相关规范有关温度梯度规定的缺陷。     

刚构桥施工监控成桥线形温度因素控制分析

文章以某空腹式连续钢构桥施工作为工程背景,对刚构桥施工时的温度场和温度效应所引起桥梁线形的改变加以研究。以2h作为时间间隔对施工阶段的温度场信息进行了采集,用指数函数对箱梁截面的竖向温度梯度函数进行拟合。采用有限元的方式建立了某桥关键截面的节段模型,研究了上部结构关键截面温度梯度分布,并以此进行模拟分析了时变温度荷载作用下的刚构桥线形变化的影响,为桥梁施工、设计提供参考。     

城市混凝土曲线梁桥温度场及温度效应分析

温度作用是混凝土曲线梁桥产生典型病害的原因之一,为了研究混凝土曲线梁桥的温度效应问题,以一座城市混凝土曲线梁模型桥为对象,对桥跨结构进行了两年多的温度场和支反力的观测。研究了用Abaqus程序并结合箱梁温度场边界热力学参数计算方法对该桥温度场进行仿真计算,计算值与实测值吻合良好。基于温度场的观测数据,确定了该桥的升温温度梯度和降温温度梯度模式,并与现行规范中的温度梯度模式进行了对比。最后,对该桥的温度梯度效应进行了数值分析,实测支反力与计算支反力吻合较好,验证了分析模型的可行性和可靠性。     

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。     

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。     

动力锂离子电池温度场的计算机仿真分析

针对放电过程中,锂离子电池生热和散热问题,利用有限元分析软件ANSYS/Fluent,模拟分析锂离子电池在不同对流换热系数和不同放电倍率条件下的三维温度场分布情况。结果表明,锂离子电池温度场分布情况与对流换热系数和放电倍率存在一定关系。     

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。