【摘要】：鋼箱梁由于具有質輕、高強、抗扭剛度大、施工便利等特點,越來越廣泛地應用于懸索橋、斜拉橋主梁建設之中。斜拉橋作為超靜定體系,因其鋼箱梁熱膨脹系數大,導熱快,溫度場分布較為復雜,溫度效應較顯著,對結構的影響不容忽視。斜拉橋成橋狀態(tài)由于溫度作用往往會跟設計狀態(tài)有所區(qū)別,尤其是鋼箱梁在施工過程中因其沒有鋪裝層的遮擋,溫度效應更加顯著。我國規(guī)范給出的鋼-混疊合梁截面的溫度梯度模式并不適用于無鋪裝鋼箱梁,研究無鋪裝鋼箱梁溫度梯度顯得尤為重要。本文以沱江四橋為工程背景,在施工過程中對其無鋪裝鋼箱梁溫度場進行了為期3個月的監(jiān)測,以溫度場監(jiān)測數據為基礎,分析鋼箱梁各板件隨時間變化的規(guī)律,根據熱傳導理論和有限元原理采用ANSYS計算鋼箱梁在施工過程中的溫度場,并借助Midas/Civil分別研究鋼箱梁頂推施工過程和斜拉狀態(tài)溫度梯度對結構的影響。主要研究內容和成果如下:(1)闡述了鋼箱梁日照參數確定方法和熱工參數選取方法,按照所闡述的方法得到了鋼箱梁各板件的綜合換熱系數h和綜合大氣溫度Tsa。(2)利用ANSYS建立第三類邊界條件(已知綜合換熱系數h和綜合大氣溫度Tsa)下無鋪裝鋼箱梁溫度場計算模型,在此基礎上,研究參數變化對鋼箱梁溫度場的影響。(3)對無鋪裝鋼箱梁溫度場進行長期監(jiān)測,分析鋼箱梁溫度場隨時間變化的規(guī)律;給出不同天氣下鋼箱梁沿橫橋向、豎向的溫度場分布;將實測溫度與理論計算溫度進行對比,驗證了理論計算的準確性。(4)根據不同時刻實測鋼箱梁溫度場確定了鋼箱梁縱隔板最不利溫度梯度模式。(5)分析無鋪裝鋼箱梁溫度梯度對其頂推受力狀態(tài)的影響,確定溫度梯度對鋼箱梁應力、線型、支反力以及合攏口寬度的影響量。(6)對比分析擬合的無鋪裝鋼箱梁溫度梯度模式和BS5400無鋪裝溫度梯度模式所引起的斜拉橋溫度效應,比較在兩種模式下,鋼箱梁的應力、位移以及斜拉索索力情況。
【圖文】：

１．３研究背景逡逑１．３．１課題來源逡逑本文課題來源于“四川省瀘州市沱江四橋主橋施工監(jiān)控輔控項目”，主橋鋼箱梁在逡逑頂推過程中的溫度場監(jiān)測及其溫度效應研宄屬于該項目研宄中的一部分。逡逑（１）項目背景逡逑四川省瀘州市沱江四橋主橋為獨塔雙索面斜拉橋結構形式，斜拉索主跨編號為逡逑Ｍｌ？Ｍ１５，邊跨編號為Ｓ１￣Ｓ１５，共３０對，跨徑布置為５５＋２００＋５８＋５０ｍ，主橋主梁采用逡逑鋼－砼混合梁，主跨鋼箱梁段長２４４．７５ｍ，，邊跨混凝土梁段長１１６．５ｍ。引橋采用等截面逡逑混凝土連續(xù)梁，城西方向引橋跨徑布置為３Ｘ４５ｍ，城北方向引橋跨徑布置為４Ｘ４５ｍ，逡逑總體布置圖如圖１．１所示。主橋鋼箱梁橫截面為ＰＫ斷面形式，內輪廓線高３．４５２ｍ，頂逡逑板寬為４９．０ｍ，設２％的雙向橫坡，斜底板寬８．２２ｍ，水平底板寬７．４ｍ，鋼箱梁橫截面如逡逑圖１．２所示。逡逑３Ｘ４５ｍ邐，邋５５ｍ２００ｍ邐５８ｍ５０ｍ４Ｘ４５ｍ邐＇．：ｉ逡逑

（２）橋址處溫度環(huán)境逡逑沱江四橋主橋橋址處位于四川盆地的南端邊緣，地處東經１０５．４３°邋，北緯２８．８７°邋，逡逑屬丘陵區(qū)準南亞熱帶季風濕潤氣候，春秋季暖和，夏季炎熱，冬季不太冷，，年平均溫度逡逑１７．１°Ｃ？１８．５°Ｃ，年平均降雨量１１６１．邋００ｍｍ。每年的７、８月為瀘州市當地溫度最高月份，逡逑每年的１、２月為當地溫度最低月份，瀘州歷史最高氣溫為４３．２°Ｃ，歷史最低氣溫為－２°Ｃ。逡逑１．３．２研究思路、方法逡逑本文采用以實橋測試與理論分析（有限元法）相結合的研究方法研究鋼箱梁日照溫逡逑度場。首先確定求解溫度場所需要的邊界條件和相關熱力學計算參數，從而求出ＡＮＳＹＳ逡逑建模所需的綜合換熱系數和綜合大氣溫度；應用有限元軟件ＡＮＳＹＳ計算主橋鋼箱梁在逡逑施工過程中的溫度場，將鋼箱梁各關鍵位置的計算溫度與現場實測溫度做比較，驗證采逡逑用有限元方法計算鋼箱梁溫度場應用于實際工程的可行性；基于主橋在頂推施工時的溫逡逑
【學位授予單位】：長沙理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U448.27

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本文編號：2679040