大尺寸混凝土箱梁日照温度场的实测与仿真分析

基于对苏通大桥辅助航道桥运营期温度数据的分析以及对不同尺寸箱梁的温度场的仿真计算,研究大尺寸箱梁温度场的分布特点及其影响,提出腹板温度梯度和底板温度梯度的修正方法.研究结果表明:大尺寸混凝土箱梁竖向温度分布特点为腹板温度整体高于梗腋部位温度,而梗腋部位的温度又整体高于底板温度;计算大尺寸混凝土箱梁的温度效应时,由腹板温度和底板温度引起的竖向挠度曲率误差最高可达33.3％.腹板沿壁厚方向最大温度梯度可达9℃,当上部结构上下行分幅布置时,外侧腹板和内侧腹板有不可忽略的横向温差.     

斜拉拱桥异形箱梁截面温度梯度效应分析

国内外关于异形箱梁温度梯度效应分析甚少.以某斜拉拱桥的异形箱梁为例,按照4种典型的温度梯度模式分为4个工况,利用有限元软件MIDAS/Civil,计算异形箱梁控制截面由温度梯度引起的温度应力,分析其对温度梯度模式的敏感性,探究温度应力在异形箱梁截面高度和箱梁纵向上的变化规律.结果表明：异形箱梁纵向上温度应力的最大值出现在箱梁的变截面处;新西兰混凝土设计规范温度梯度模式的温度应力最大;04规范温度梯度模式较85规范温度梯度模式有更高的安全储备.异形箱梁横截面温度应力对温度梯度模式的选取非常敏感,选取适合当时当地的温度梯度模式非常重要.     

混凝土连续箱梁桥温度场数值模拟及实测验证

为研究混凝土连续箱梁桥的日照温度场分布特征,以某大跨混凝土连续箱梁桥为研究对象,根据混凝土结构传热理论,结合当地气象参数与日照辐射半经验公式,采用ANSYS软件建立了混凝土箱梁桥二维瞬态日照温度场模型,模拟出晴天和阴天混凝土箱梁桥的温度场,并将模拟结果和实测结果进行对比.在此基础上,进一步模拟了混凝土箱梁桥的最大竖向温度梯度分布特征,分析了该温度分布模式对桥梁的作用效应.结果 表明,混凝土箱梁桥温度场计算值与实测值吻合良好.相比于设计规范中的混凝土箱梁竖向温度梯度模式,计算拟合的竖向温度梯度对混凝土箱梁桥的应力影响更小.     

预应力混凝土箱梁桥的温度效应分析

介绍国内外几种典型规范的温度梯度计算模式,并根据箱梁常用截面尺寸范围,推导出相应的温度梯度解析表达式.以广州某预应力混凝土箱梁桥为工程实例,根据现场试验测试数据的分析,对3种折线模式的温度梯度提出相应的曲线型改进模式.根据国内外几种典型规范的温度梯度计算规定和本文提出的相应改进温度模式分别计算实例桥梁结构在各种温度梯度作用下引起的内力分布和变形.对比分析与计算结果表明:提出的温度模式可以简化计算程序,计算所得的截面最大拉应力略大于规范模式的相应结果,这有利于箱梁的裂缝控制;截面的最大拉应力出现在箱梁顶板的底面位置;桥墩边缘截面的温度应力大于跨中截面的温度应力;在现行设计规范的温度梯度作用下,箱梁截面的最大拉应力可能大于混凝土的抗拉强度,设计中应采取裂缝预防措施.     

混凝土箱梁桥日照温度场的实测与仿真分析

通过对某大型混凝土箱梁桥温度场的观测,分析了混凝土箱梁在日照辐射作用下的温度变化情况和竖向温度梯度的分布规律,发现日照辐射作用下混凝土箱梁竖向温度梯度模式近似服从指数分布。建立了基于气象参数的混凝土箱梁日照温度场有限元模型,并验证了该模型的准确性。最后,计算了50年一遇气象参数条件下混凝土箱梁竖向温度梯度分布情况,结果表明,极端条件下混凝土箱梁竖向最大温差可达18.5℃。     

预应力混凝土连续梁桥温度应力计算分析

本文作者多年从事桥梁设计工作,以笔者负责的50＋80＋50m预应力混凝土连续箱梁为工程实例,根据新老规范各种日照温度梯度,分别计算出相应温度应力,在此基础上,笔者对比分析了新老公路桥涵设计通用规范各种温度梯度模式对预应力混凝土连续箱梁应力的影响,并提出了新规范提出的日照温度梯度模式下预应力混凝土连续箱梁设计的新思路、新方法,给从事相关工作的同行提供参考。     

零号箱梁水化热温度应变场分析

为研究混凝土箱梁零号块的水化热温度效应,找到合理的温控措施,基于某大跨度连续梁桥两处零号箱梁浇筑后的实测数据,运用有限元分析软件模拟箱梁浇筑后的水化热温度场,分析了外部温度对水化热温度场的影响,提出了用竖向筋波纹管充当冷却管的温控方案.试验研究表明:混凝土箱梁的温度实测值与计算值符合较好,说明有限元分析模型能有效模拟水化热温度场;水化热产生的顶底板温度梯度与外部温度有关,夏季施工比冬季施工时达到的顶底板温差更大;应变场与温度场呈负相关状态,且应变变化滞后于温度变化,应变先压后拉.因此,零号箱梁的浇筑宜在温度较低时进行,浇筑完成后,应当根据水化热温度效应的特点,对重要部位进行针对性养护,并采用适当温控方案,以降低混凝土内部最高温度及顶底板温度梯度.     

日照作用下混凝土箱梁竖向温度梯度场研究

文章以混凝土连续刚构箱梁桥为研究对象,应用热成像仪实地观测日照温度荷载作用下混凝土箱梁桥中的温度场日变化规律,并分析其最大竖向升、降温温度梯度荷载分布形式及大小;采用ANSYS软件数值模拟分析温度梯度荷载在结构中产生的效应,同时与现行规范进行分析对比。分析结果表明:日照温度荷载在混凝土箱梁桥中产生的竖向升、降温温度梯度场呈曲线型分布,并在箱梁的底板存在温差现象;温度温梯度荷载在混凝土箱梁的腹板、底板中均有应力产生;观测分析所得的温度梯度荷载与现行规范规定的温度梯度荷载在结构中的分布形式、数值大小及其在桥梁中产生的效应方面差异较大。     

多室混凝土箱梁二维温度梯度研究

文章基于对儒乐湖大桥的温度监测,采用假设检验和最小二乘法对多室混凝土箱梁实测温差进行了统计分析;根据监测数据提出多室箱梁的二维温度梯度曲线,并与现行铁路桥梁规范的温度梯度曲线进行比较。研究结果表明:南昌及其周边地区多室混凝土箱梁横向和竖向实测温差服从三参数对数正态分布;竖向和横向温度曲线可表示为2个指数函数相加,模拟温度场与实测值吻合良好,能较准确地描述多室箱梁的温度分布特性。     

波形钢腹板PC组合箱梁内衬混凝土部位温度分布研究

波形钢腹板PC箱梁桥内衬混凝土部位的材料不同,在日照作用下,混凝土与钢材部位的温度分布也不同,因此有必要对其腹板温度场进行研究.本文依托宁夏叶盛黄河公路大桥,利用无线采集仪模块和温度传感器,首次开展了波形钢腹板内衬混凝土部位的温度梯度研究.通过对内衬混凝土截面32个测点进行分析,得到混凝土及波形钢腹板的温度变化规律.利用最大极值分布对百年一遇的极端气温进行预测.研究表明:波形钢腹板箱梁的混凝土顶板、底板和内衬混凝土的竖向温度梯度可按照桥梁规范取值即可.腹板的波纹钢和混凝土材料性质不同,在升温时,存在不同的温度梯度;由于太阳辐射原因,波形钢腹板向阳侧和背阳侧温度梯度模式存在差异,在16点时,内衬混凝土部位的波纹钢和内衬的温差沿高度分布规律为:向阳侧呈现正弦曲线分布,背阳侧呈现梯形分布.本研究首次提出的波形钢腹板内衬混凝土部位的温度梯度可以为该类桥梁设计提供参考.     

The study of temperature effects on steel box girder for Taizhou Bridge

Using the temperature gradient which was proposed by continuously measuring on flat steel box girder of Runyang Bridge, temperature effects of flat steel box girder was studied for Taizhou Yangtze River Bridge. With three temperature gradient models (JTG D60-2004 specification, BS5400 specification and the temperature gradient which was proposed in this paper), the control sections stress was calculated by finite element program ANSYS. The calculated result indicates that the temperature gradient that was put forward in JTG D60-2004 specification and BS5400 specification for calculating stress of flat steel box girder was not suitable to apply to flat steel box girder. The temperature gradient on flat steel box girder which was proposed in this paper was reasonable.     

某PC单箱三室箱梁温度梯度效应研究

以某高速铁路单箱三室箱梁桥为背景,通过对国内外几种典型的温度梯度及不同的温度梯度在相同的温度特征值下的温度效应进行比较,重点分析了在不同的温度梯度下箱梁的温度应力及位移的变化规律.结果表明:纵向位移最大值在箱梁两端,呈线性变化,竖向位移最大值处于中跨跨中,呈抛物线变化;应力与位移的关系表现为下缘应力与位移呈对应关系,下缘应力大对应的位移也大;温度梯度将会引起很大的温度应力,且不同的温度梯度引起的应力和位移相差较大.因此,在设计时选择合理的温度梯度是非常重要的.     

钢筋混凝土连续弯箱梁桥的温度梯度

介绍了国内外6种温度梯度模式，结合某实际工程，对钢筋混凝土连续弯箱梁桥的温度梯度和温度荷栽下的主梁控制断面的位移值进行了连续观测。通过对实测数据的分析，提出了公路大悬臂曲线箱梁桥的温度梯度模式；按照7种温度梯度模式，利用有限元软件ANSYS计算了某匝道桥控制断面的位移值。计算结果表明：按中国公路桥梁规范（1985）提出的T梁温度分布模式来计算箱梁位移偏不安全；中国新的桥梁规范和美国规范类似，计算结果和实测值相比偏大；给出的温度梯度模式计算结果与实测的变形值比较接近；由于公路大悬臂曲线箱梁桥的构造具有特殊性，因此不宜套用铁路桥梁规范或其他温度梯度模式。     

大跨梁桥悬臂施工期间温度效应监测与分析

分析大型桥梁施工期间温度对主梁线形的影响.以主梁悬臂施工中的某大桥为工程依托,进行温度场实验.同步测量箱梁多点的温度和主梁各测点的挠度,将温度场实验总结出的箱梁的温度梯度作用于T构的主梁,将挠度的计算结果与实测结果进行比较.发现理论计算中T构两侧对称测点的挠度基本相等,而实际测量中则出现了不对称下挠.温度梯度会使悬臂施工中的主梁产生较大的挠度,临时支墩温度场会引起T构两侧悬臂的不对称下挠.     

陕北榆林地区混凝土箱梁温度梯度分析

针对混凝土箱梁的温度作用效应直接影响施工过程的安全性及后期使用阶段的可靠性,结合陕西省府谷县华建大桥施工控制,对其箱梁连续3d的温度场及温度效应进行观测,以及对该桥进行温度参数识别,基于传热学经典理论,建立数值模型,采用瞬态热分析方法,得出相应的理论温度场。通过与实测温度梯度值的分析比较,采用回归分析方法,推导出适用于陕北地区冬季混凝土箱梁温度梯度计算模式。     

不同梯度温度作用下曲线桥梁的温度效应分析

梯度温度作用在曲线桥梁中会产生较大的温度应力,这会影响到桥梁结构的安全性和耐久性.文章采用通用有限元程序ABAQUS建立了某曲线梁桥的空间有限元模型,分析了不同国家规范的梯度温度荷载模式下结构的变形和内力.结果表明:不同温度模式的计算结果差距很大,例如采用新西兰规范、中国规范和英国规范的计算结果较为保守;截面最大主应力出现在中腹板与顶板相交的位置;不同曲率半径下的曲线桥梁横桥向应力极值变化较大,顶板的横向配筋应考虑曲率半径的影响.     

基于液气相变材料的混凝土箱梁结构自调温试验研究

混凝土箱梁结构广泛应用于土木工程领域。由于混凝土材料导热性能差,在强烈日照情况下,箱梁内外会产生过大温差,从而导致结构开裂。为了从根源上防止箱梁开裂,提出了运用相变储能技术控制箱梁结构内外温差不超过开裂温差限值的新思路;选取三氯三氟乙烷(R113)液气相变材料,通过试验验证该方法能够有效控制箱梁结构内外温差,起到自调温的作用。     

钢-混凝土组合箱梁沥青摊铺温度场试验

为了解决沥青摊铺高温对桥梁结构影响的问题,结合在建中的跨线桥梁,在典型断面竖向钢筋混凝土桥面板及钢箱腹板内埋设了相关的温度传感器,在实桥沥青摊铺过程中对各断面的测点温度进行了全程的动态测量,收集了摊铺沥青混凝土引起的钢-混凝土组合箱梁内温度分布及其变化情况,得出桥面板内的温度梯度在距梁顶一定范围内呈双线性分布,拟合沿箱梁高度方向的温差曲线.并且对解决箱梁竖向的较大温差造成的不利影响提出了相关建议.     

大跨连续箱梁桥施工期温度场测定及其影响分析

以富绥松花江公路大桥为工程背景,通过对箱梁温度数据采集及理论计算分析,得出了施工阶段混凝土箱形截面温度梯度模式,并将其与《公路桥涵设计通用规范》中的温度梯度模式进行了对比分析。在此基础上,详细阐述了温度梯度对大跨径预应力混凝土连续梁桥悬臂施工过程中挠度的影响,提出了施工过程中避免温度梯度影响的有效措施。