曲线混凝土箱梁桥日照温度场及其作用效应研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanben1104
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
曲线梁桥具有灵活的线型适应性,被大量应用于城市、公路、铁路等桥梁建设中,也是互通立交的主要桥型。然而,曲线梁桥因为自身弯扭耦合的特性,在太阳辐射的作用下,容易产生支座脱空、横向爬移等温度作用病害。我国现行规范将日照温度作用简化为竖向温度梯度作用,而没有考虑横向温差,这种简化使得曲线梁桥的受力和变形计算结果与实际情况偏差较大。因此,探究日照作用下曲线梁桥温度场真实分布,分析温度作用效应,对保障曲线梁桥安全性具有重要意义。本文针对曲线混凝土箱梁桥的日照温度场和温度作用效应问题,在考虑腹板阴影长度和纵向遮挡效应的基础上,开展了温度场分布研究,并从桥墩尺寸、支座间距、支承方式、固定支座位置等方面研究改善温度作用效应的方法。本文的主要工作内容和研究结果包括以下几个方面:(1)通过一个混凝土试件热传递试验,检验了热交换边界条件在有限元模拟中的正确性,为后续箱梁节段模型对流换热边界条件的施加奠定了基础;以某箱梁节段为例,通过ABAQUS建立实体单元节段模型并计算分析温度场,再与实测温度数据进行对比,验证了太阳辐射计算方法应用于有限元模拟日照温度场的可行性,为后续开展实桥上太阳辐射边界条件的模拟奠定了基础。(2)基于某三跨连续曲线混凝土箱梁桥实例,通过ABAQUS建立该桥三维实体单元模型,考虑桥梁纵向温度变化,计算分析曲线箱梁桥日照温度场和温度作用效应。分别利用实体单元模型和梁单元模型,对重力作用下曲线箱梁桥的受力进行了对比分析;分析了温度场沿纵向变化和纵向不变的两种情况下曲线箱梁桥日照温度作用效应的差异。分析结果表明,日照升温作用下,支座径向反力和切向位移较大;实体单元能更好地表达曲线梁桥外重内轻的受力特点;忽略曲线梁桥沿桥纵向的温度变化,会导致日照温度场和桥梁受力计算结果出现偏差。(3)分析了日照温度场、整体升温以及按照规范取值的竖向温度梯度等三种温度作用情况下曲线箱梁桥受力和变形等温度作用效应;分析了不同结构参数对曲线箱梁桥日照温度作用效应的影响规律;对比分析了新型销轴约束体系和传统约束体系下的曲线箱梁桥的温度作用效应差异。分析结果表明,在日照温度场达到峰值时,太阳照射产生的温度作用效应要大于整体升温作用和竖向温度梯度作用,不可忽略;适当增大支座间距可以减小支座的竖向和径向支反力;控制温度作用效应采用抗扭双支座的支承形式较为合适,其中一个支座设置固定支座;固定支座布置在曲线内侧的中间支座上更为合理;销轴约束体系可以有效改善曲线箱梁桥的横向受力情况。
其他文献
随着航空航天技术以及国防科技的不断发展,越来越要求结构材料具有轻质高强的特性。近年来,Ti-Al3Ti微叠层复合材料作为一种新型轻质高强结构材料进入了人们的视野,但由于Al3Ti具有较大的室温脆性且韧性不足,导致Ti-Al3Ti微叠层复合材料距离实际应用仍存在一定距离。本文旨在改善Ti-Al3Ti微叠层复合材料的强韧性,以纤维复合强韧化为基础,通过引入碳纤维编织布作为增强相,以固-液真空热压烧结法
学位
三丝间接电弧焊作为一种新型焊接技术,具有对母材热输入小、熔敷率高的优点。但是,由于在焊接过程中有三根焊丝同时熔化,会形成三条不同的熔滴过渡路径,主丝与两边丝之间会形成两个电弧,很难保证焊接过程的稳定性。本文通过调整焊丝干伸长、脉冲频率等参数研究了焊接参数对电弧稳定性、熔滴过渡以及堆焊焊缝成形的影响,提高了焊接过程的稳定性。通过将稳定的三丝间接电弧焊应用于镀锌钢板焊接,开发了2mm厚镀锌钢板的高速对
学位
随着城镇化步伐加快,大量人口涌入城市,城市人口密度的急剧增加给城市地面交通带来了巨大压力。地下隧道的建设成为了有效缓解措施。盾构法因其独特优势成为了城市地下隧道建设的首选方案,近年来为满足使用需求,新建隧道穿越既有隧道工程日益增多的同时新建隧道又朝着超大直径的方向发展。由于地下结构变形是地层与结构相互作用影响的结果,因此在研究盾构下穿施工过程对土层及既有隧道产生的影响前,本文结合工程背景中三种典型
学位
热泵技术作为备受关注且广泛应用的可再生能源高效利用技术可助力节能减排实现“碳达峰、碳中和”目标。电子膨胀阀作为热泵系统安全稳定运行的主要控制元件,但系统循环中有润滑油的存在、温度传递延迟性和过热度振荡等问题,致使常规的控制方法精度会下降且存在调节滞后的问题。在热泵系统启动过程中并非以过热度或排气温度作为反馈信息对阀开度进行调节,而是以固定的阀开度变化规律进行调节为主,该类调节方式不能满足系统快速启
学位
钛合金/不锈钢复合构件可以充分发挥两种材料在性能和成本上的优势互补,实现高端装备制造轻量化以及结构功能一体化,在航空航天等高新技术领域具有广阔的应用前景。然而,钛合金与不锈钢之间的冶金相容性差且热物性差异大,导致钛合金/不锈钢焊接接头易形成硬脆Ti-Fe金属间化合物并产生较大残余应力,严重恶化接头性能,成为限制钛合金/不锈钢异质金属复合构件工程化应用的瓶颈。采用添加过渡中间层的扩散连接是实现二者焊
学位
“双碳”背景下,LNG冷能的提取利用问题一直是普遍关注的热点问题。我国作为能源大国,LNG的进口量始终保持着一个较大体量和较高的增长速度,对于冷能的利用有着较为广阔的应用前景。但我国对于LNG冷能利用的研究和应用起步较晚,技术资料储备较弱,冷能利用率较低。目前的研究多集中在LNG的冷能在冷库、空调、海水淡化、空分、发电等领域的系统研究,对于LNG流动换热的针对性研究少有涉及,且低温流体在螺旋盘管中
学位
换热器是汽车空调系统中重要的组成部件,其换热效率对汽车空调的性能起到重要作用。微通道平行流换热器以其使用方便、换热效率高、质量轻、体积小等优势在汽车空调中得到了广泛的应用。本文采用数值模拟的方法,对平行流换热器的百叶窗翅片进行了计算,分析换热器空气侧的流动与传热性能,主要研究内容如下:(1)首先以传统矩形百叶窗翅片为研究对象,建立百叶窗翅片流固耦合数学模型,在模型网格划分过程中进行独立性分析,并将
学位
自进入21世纪以来,世界能源短缺和环境问题成为了重要话题,针对这些难题,世界各国开始大力发展新型能源。汽车对石油的消耗以及尾气的污染,让人们开始着力的发展电动汽车,电动汽车的发展也迅速进入了快车道。随之带来的电动汽车空调系统的制冷效果较差、高温的条件下排气温度过高、以及制冷剂的清洁环保等问题,开始成为需要着力研究的方向。针对上述问题,设计了一套以R1234yf为制冷剂,并且采用低压和中压两种补气技
学位
我国北方地区冬季清洁取暖比例低,是导致雾霾、酸雨等环境污染问题的重要原因之一,因此加快清洁能源的开发与利用迫在眉睫。空气源热泵以其节能环保的优点迅速成为解决清洁能源开发利用的有效手段之一,但是常规空气源热泵制热性能会随着室外环境温度的降低而下降,在寒冷地区不能满足用户的供暖需求,影响用户的热舒适性。为解决上述问题,本文将补气增焓空气源热泵与太阳能-空气集热器耦合,搭建了基于补气增焓技术的太阳能空气
学位
十八大以来中国社会经济形式迈向新常态,经济的快速发展,人口的不断增加,对交通的需求量也越来越大,为缓解交通压力,大量的地下隧道进入人们的视线。由于隧道相对狭窄受限的封闭结构特点,一旦发生火灾,如果不能及时通风排烟,大量有毒烟雾和高温烟气聚集,增大救援难度,威胁人员生命安全。竖井自然排烟是目前最经济有效的烟气治理方法,因此研究竖井隧道火灾烟气发展特性和竖井排烟的效果具有重要的现实意义。本文运用数值模
学位