温度作用对大跨组合连续梁桥施工及成桥的效应研究

摘要

在现代桥梁工程中，因工程概况的复杂多变，钢-混凝土组合结构以其独特的诸多优势成为重要的的桥梁结构形式。随着我国综合实力的不断提高，对钢-混组合结构的研究不断深入，取得了有目共睹的成就。目前，我国对钢-混组合结构施工及成桥阶段的温度效应研究较少，而长期曝露在自然环境下的桥梁结构，温度作用对其应力和线形变化影响较大，甚至可能超过活载。近年来，温度效应导致桥梁结构严重破损的事例时有发生，给桥梁结构在施工及成桥运营阶段带来很大危害。因此，对钢-混凝土组合梁桥施工和成桥的温度效应研究，有助于其应用和推广。对实现钢-混组合结构的技术经济效益和社会效益有着现实意义。
　　本文结合工程实例，对某钢-混凝土组合梁桥施工和成桥的温度效应进行了研究。具体研究内容如下:
　　(1)简述了钢-混凝土组合梁的发展历程，介绍了钢-混凝土组合梁的特点，分析了与本论文相关领域的研究现状及不足。
　　(2)通过对钢-混组合梁桥主要施工过程的有限元模拟，分析主要施工阶段温度变化组合梁线形特征，同时监测钢-混凝土组合梁在相应施工阶段的实际线形变化，对比实测与理论计算数据，进而分析施工阶段钢-混凝土组合梁的线形变化规律。
　　(3)为研究钢-混凝土组合结构梁桥成桥阶段的温度效应，通过有限元软件分析了整体升降温对组合连续梁桥应力和线形的影响。选取部分国外规范和我国现行桥梁规范，就温度梯度模式进行对比，最后通过建立实桥有限元模型分析不同规范温度梯度模式作用下的钢-混组合结构的温度效应。
　　(4)在钢-混组合连续梁温度梯度模式温度效应分析的基础上，提出国内外竖向温度梯度模式的线性度分析及竖向温度梯度参数分析。
　　本文对钢-混组合连续梁施工及成桥阶段的温度效应进行了研究，计算分析结果对该类桥梁施工及成桥阶段运营养护有一定借鉴意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．2 钢-混组合梁桥研究现状

1．2．2 钢-混凝土组合梁桥国内研究现状

1．3 相关领域的研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 本文主要研究内容

第二章 温度应力场基本理论

2．1 热传导的边值条件

2．1．1 热传导的边值条件理论

2．1．2 钢-混组合结构热传导理论的边界条件

2．2 温度荷载

2．2．1 温度自应力计算

2．2．2 温度次内力计算

2．3．1 组合梁截面应力计算

2．3．2 组合梁截面温度应力计算

2．4 本章小结

第三章 组合梁桥施工阶段划分及有限元模型的建立

3．1 工程背景

3．2 主要建筑材料及性能

3．3 组合连续梁桥施工步骤及施工阶段划分

3．4 有限元模型的建立

3．5 本章小结

第四章 组合梁施工阶段温度效应研究

4．1 施工阶段温度荷载工况划分

4．2 组合梁现场组装温度作用挠度分析

4．3 组合梁墩顶架设阶段温度效应分析

4．3．1 单跨预制组合梁架设时温度变化梁长影响分析

4．3．2 单跨预制组合梁架设时温度变化挠度分析

4．4 组合梁体系转换后温度效应分析

4．4．1 简支变连续后整联组合梁温度变化梁长分析

4．4．2 温度作用下组合梁挠度分析

4．4．3 温度作用组合梁线性变化理论数据与实测数据对比分析

4．5 组合梁温度变化支座预偏分析

4．5．1 支座预偏量计算

4．5．2 支座预偏量变化规律计算

4．6 本章小结

第五章 成桥阶段国内外规范温度梯度效应对比分析

5．1 各国规范对组合梁截面温度的规定

5．2 国内外规范温度作用效应分析

5．2．1 组合梁应力计算结果比较分析

5．2．2 组合梁挠度计算结果比较分析

5．3 竖向温度梯度模式的线性度分析

5．4 竖向温度梯度参数分析

5．4．1 温度梯度参数变化组合梁应力分析

5．4．2 温度梯度参数变化主梁挠度分析

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的成果