双线铁路混凝土箱形梁温度场有限元分析

摘要

该文基于混凝土热物理现象,介绍了钢筋混凝土箱形梁温度效应的相关知识和基本理论,采用有限元方法计算了混凝土箱形梁水泥水化温度场和外界环境引起的温度场,并进行相关分析. 利用大型有限元软件ANSYS,建立秦沈客运专线辽河大桥箱形梁的端段和中段的有限元实体模型.分析了高强混凝土水化放热规律,模拟混凝土浇筑后水泥水化作用,计算分析所形成的温度场,同实桥的监测数据对比,说明该分析方法合理可行;并在一定的条件下,进行混凝土浇筑后水化温度敏感性分析,给出混凝土水化温升温度控制原则和措施. 模拟该箱形梁实际状态的太阳辐射热、气温等边界条件,进行了在外界环境下箱形梁温度场仿真计算,同实桥的监测数据对比分祈,说明方法合理可行,在此基础上,进行了太阳辐射量较大、骤然降温、有沥青铺装层等条件下箱形梁温度场数值计算,分析其温度分布规律,提出温度梯度荷载模型.最后,列举出几个国家具有代表性的温度荷载梯度模型,分析应力分布情况;提出对于中小桥梁,温度荷载使用温度梯度模型,对大跨度桥梁,应根据实际状况进行温度效应分析.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2箱形梁的温度梯度及温度应力

1.3各国规范的温度荷载

1.4温度荷载及其对混凝土结构的影响

1.6国内外的研究现状

1.6.1水化热作用混凝土箱梁温度分布

1.6.2外界环境引起混凝土箱梁温度分布

1.7研究意义

1.8论文所做工作

第二章温度场影响因素和有限单元法

2.1温度场影响因素

2.1.1气候综合影响因素

2.1.2热交换因素和导热系数因素

2.1.3桥位因素和结构因素

2.1.4水泥水化生热

2.2热传导方程

2.3边值条件

2.4温度场有限单元法

2.4.1变分原理

2.4.2有限元求解三维不稳定温度场

第三章热物理参数和荷载边值条件模拟

3.1热物理参数和放热系数

3.1.1导温系数a和导温系数λ反分析

3.1.2表面放热系数β反分析

3.2水泥水化生成热

3.3太阳辐射量和环境温度变化

3.4热辐射理论

3.5箱梁腹板直射影响长度

第四章桥梁健康监测概念和辽河大桥部分监测设计

4.1桥梁健康监测与理论的发展

4.1.1桥梁健康监测内容和特点

4.1.2桥梁健康监测新概念

4.1.3 理论发展

4.2辽河铁路大桥部分温度场和温度梯度监测设计

4.2.1秦沈客运专线简介

4.2.2辽河铁路大桥基本情况

4.2.3温度场和温度梯度监测设计

第五章箱形梁混凝土水化热温度场有限元分析

5.1水化热温度场监测

5.1.1水化热温度场成因

5.1.2水化热温度场监测目的

5.1.3水化热温度场监测数据

5.2水化温度场有限元分析

5.2.1模型建立和边值条件

5.2.2水化系数m分析

5.2.3混凝土水化温度场有限元计算

5.3水化温度敏感性分析和温度控制

5.3.1水化温度敏感性分析

5.3.2水化放热温差控制

5.4小结

第六章箱形梁温度场分析和温度梯度研究

6.1箱形梁温度场测试数据

6.2箱形梁温度场有限元分析

6.2.1参数和边值条件确定

6.2.2模型建立

6.2.3加载计算

6.2.4数据分析

6.3不同条件下温度梯度分析

6.3.1边值条件和其它说明

6.3.2各种情况计算分析

6.4温度荷载和温度梯度曲线

6.5小结

第七章箱形梁温度梯度和温度应力分析

7.1箱形梁的温度梯度

7.2温度荷载中温度应力分析

7.3温度梯度对比和合理选取

第八章结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文