【摘要】：橋梁結(jié)構(gòu)長期暴露在自然環(huán)境中日照、環(huán)境溫度和其他因素影響結(jié)構(gòu)溫度場。極端天氣,如太陽暴曬或氣溫驟降,會在結(jié)構(gòu)表面和內(nèi)部形成較大溫度梯度,產(chǎn)生溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力有時甚至比活載產(chǎn)生的應(yīng)力還大,不少混凝土橋梁因此產(chǎn)生裂縫,甚至嚴(yán)重裂損,給橋梁結(jié)構(gòu)帶來巨大危害。研究溫度場最直接的辦法莫過于實測,然而對于不同地區(qū)不同類型的橋梁,在各個測點長期觀測非常不經(jīng)濟,也并不實際。有限元仿真模擬,是研究結(jié)合梁溫度場的手段之一。有限元仿真模型相對實測而言,省時省力。但模型與實際情況是否吻合,成為直接評價模型是否準(zhǔn)確的標(biāo)志。本文以某公路箱形結(jié)合梁橋日照溫度場實測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),建立有限元模型。歸納影響溫度效應(yīng)的部分參數(shù),并研究這些參數(shù)對于溫度效應(yīng)影響的大小,為設(shè)計提供參考。主要研究內(nèi)容概括如下：綜述橋梁日照溫度場研究現(xiàn)狀。介紹傳熱學(xué)基本理論、建立溫度場有限元方程的過程與解出有限元方程的所需要的邊界條件。查閱建立有限元模型所需要的各項參數(shù),搜集實際工程中參數(shù)的取值范圍,并選擇合乎本文實例實際情況的取值,建立仿真本文實例的有限元建模。對比有限元模型計算結(jié)果與實測數(shù)據(jù),檢驗有限元模型的可行性。從混凝土輻射系數(shù)、混凝土導(dǎo)熱系數(shù)、緯度、日序數(shù)、大氣透明度、對流換熱系數(shù)和瀝青鋪裝層厚度等參數(shù)中依次選取一個,進行參數(shù)分析。代入有限元模型進行運算后,對比并評判該參數(shù)對溫度場與溫度應(yīng)力的影響大小與規(guī)律,并分析造成這些影響的原因。
[Abstract]:Long-term exposure of bridge structure to sunlight, ambient temperature and other factors affect the structural temperature field. Extreme weather, such as sun exposure or sudden temperature drop, will form a large temperature gradient on the surface and interior of the structure, resulting in temperature stress. Sometimes the temperature stress is even larger than the stress produced by live load. Many concrete bridges have cracks and even serious cracks, which bring great harm to the bridge structure. The most direct way to study the temperature field is to measure the temperature field. However, for different types of bridges in different regions, the long-term observation at each measuring point is very uneconomical and impractical. Finite element simulation is one of the methods to study the temperature field of beam. Compared with the actual measurement, the finite element simulation model saves time and effort. However, whether the model is consistent with the actual situation or not has become a sign of the accuracy of the direct evaluation model. Based on the measured data of sunshine temperature field of a highway box-shaped bridge, a finite element model is established in this paper. Some parameters which affect the temperature effect are summarized, and the influence of these parameters on the temperature effect is studied in order to provide reference for the design. The main research contents are summarized as follows: the research status of bridge sunshine temperature field is summarized. This paper introduces the basic theory of heat transfer, the process of establishing the finite element equation of temperature field and the necessary boundary conditions for solving the finite element equation. The parameters needed to establish the finite element model are consulted, the range of the parameters in the actual engineering is collected, and the values in accordance with the actual situation of the example in this paper are selected to establish the finite element model for the simulation of the example in this paper. The feasibility of the finite element model is verified by comparing the calculation results of the finite element model with the measured data. One of the parameters, such as concrete radiation coefficient, concrete thermal conductivity coefficient, latitude, day order, atmospheric transparency, convection heat transfer coefficient and asphalt pavement thickness, is selected to analyze the parameters. After calculation with finite element model, the influence of this parameter on temperature field and temperature stress is compared and evaluated, and the causes of these effects are analyzed.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U441.5

【參考文獻】

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本文編號：2457289