预应力混凝土箱梁温度效应试验研究

摘要

日照对箱梁的温度作用效应是明显的,夏季混凝土梁桥在日照作用下长达10小时以上,而混凝土的导热系数较小,混凝土表层和内部存在较大的温差,由于混凝土的内约束产生温度应力,当温度应力较大时,会引起混凝土的开裂。
　　 混凝土温度效应主要有三种计算方法,结构力学法、热弹性力学法和有限元分析法,我国《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中采用的是结构力学的计算方法,研究资料表明,采用此种方法计算结果存在较大的误差。热弹性理论计算方法考虑了横向温差效应对梁应变的影响,基于热弹性力学的计算结果较精确,但复杂不实用。在一般情况下,在结构高温一侧,温差会引起结构受拉,温度应力是混凝土梁桥开裂的主要原因。在一般温度荷载作用下,温度应力并不会引起混凝土的开裂。只要确定了混凝土梁的最不利温度梯度与最不利位置,在此基础上,结合混凝土结构设计原理,提高混凝土的抗拉强度或初始压应力,可避免因温度应力而引起的混凝土开裂。
　　 本文以预应力混凝土箱梁为研究对象,通过模拟试验,观察箱梁在人工光源照射、自然降温过程中的温度场、温度应力、位移,总结了其变化规律,采用有限元法分析模拟了温度场及温度应力,提出了温度应变计算参数,对现行规范中温度应力计算图式的不足提出了改进建议。最后,分别对应用规范公式、模型试验、改进后计算方法的计算结果进行了对比分析。
　　 研究成果对箱梁的设计、施工以及运营管理具有指导作用。