温度荷载

摘要： 以一座大跨度独塔斜拉桥作为对象来研究刚构体系在温度荷载作用下辅助墩对于桥梁整体位移和弯矩的影响。利用Midas/Civil软件建立三维模型,并分别添加整体升温与梯度升温各25°C、设置辅助墩和无辅助墩共计4种工况,来比较弯矩和位移。结果表明,在2种不同的升温条件下,辅助墩的添加都能降低桥梁整体的竖向位移,其中整体升温下位移减小达到36.4%,梯度升温下位移减小达到79.1%,梯度升温下对于弯矩作用降低不显著,说明大跨度斜拉桥设置辅助墩能减小温度应力的挠度。

摘要： 针对大型涵洞式渡槽结构体型大、受力复杂等特点,以沙河渡槽为例,采用大型有限元软件对涵洞式渡槽结构进行仿真分析,给出渡槽结构在运营期过程中各工况下应力及变形分布规律,并分析各种单荷载因素对渡槽变形的影响,研究渡槽结构设计方案的合理性。分析表明,所选用的沙河涵洞式渡槽结构合理,设计满足要求。研究成果可为涵洞式渡槽的设计提供一定参考价值。

摘要： 为了研究能源桩的温度场分布及其在循环温度作用下的力学特性,进行了室内模型试验和数值模拟分析。首先,开展室内模型试验,对黏土地基中的能源桩设置不同温度荷载及循环次数,测试其桩顶位移、桩端土压力、桩侧摩阻力及桩周土温度场分布,分析温度荷载下桩的力学特性及变化规律;其次,以模型试验为原型,利用COMSOL软件建立能源桩-土力学模型,开展不同温度荷载和循环次数下的能源桩数值模拟研究。结果表明:能源桩-土温度场中部的温度传递相较于两端更迅速;升温阶段,温度越高桩顶位移越大;降温阶段,温差越大引起的桩顶位移改变量越大;每次温度循环均会导致桩顶产生附加沉降;桩端土压力和桩侧摩阻力随温度的升高呈逐渐增大的趋势,温度变化导致桩身多处出现负摩阻力,且负摩阻力随温度的升高和循环次数的增加而增大,在设计时要适当考虑。

摘要： 为研究半刚性基层路面反射裂缝的影响因素,基于断裂力学理论基础,通过有限元建模的方式,探讨了温度荷载、交通荷载等因素对半刚性基层路面反射裂缝的影响。研究结果表明:温度荷载和交通荷载是导致半刚性基层路面形成反射裂缝的主要原因,二者不是单独作用的,而是共同作用的,即张开型和剪切型应力共同存在,且二者并不是简单的叠加关系,是由剪应力与张应力的大小共同影响。其中,温度荷载对半刚性基层路面形成反射裂缝的影响主要表现在面层模量、厚度以及沥青路面的温缩系数等方面;交通荷载半刚性基层路面形成反射裂缝的影响主要体现在面层材料特性、基层材料特性、底基层材料特性、反射裂缝长度和荷载集度大小等几个方面。

摘要： 主要介绍在结构设计中温度荷载的分析机制及温度荷载在常用的SATWE及PMSAP两款软件中是如何实现加载的,并对软件计算结果合理性进行判断。结合具体的工程案例,在SATWE及PMSAP软件中进行温度荷载计算,并对两款软件的计算结果进行对比分析。

摘要： 更换吊杆施工是吊杆拱桥加固改造工程中关键工程,如何保障结构施工安全和结构线形美观是整个更换吊杆工程的难点,文章以某工程吊杆更换施工过程为基础,根据吊杆更换施工顺序和工艺流程,采用midasCivil仿真分析软件对结构进行温度荷载效应计算,结合实际监测结果,证明了温度荷载效应是吊杆拱桥施工必须解决的问题,并给出了有效解决方案。同时,针对吊杆更换完成后的索力优化问题,提出了解决办法,使该桥更换吊杆施工顺利完成,结构线形美观,受力合理。

摘要： 现有规范关于渡槽温度荷载未充分考虑高寒地区温差较大,外界气候复杂多变的特点,从渡槽温度应力特点出发,研究渡槽温度荷载计算方法;同时根据最新抗震规范提出动水圧力数值模拟实现方法;在此基础上对该渡槽进行安全性评价。

摘要： 采用Abaqus有限元软件建立CRTSⅡ型板式无砟轨道结构模型,综合考虑温度荷载以及材料性能变化产生的不同荷载作用状态,分析轨道板翘曲响应规律及其对轨道几何形位的影响.分析结果表明:轨道板在纵连后能有效减小翘曲变形,并且在计算时考虑钢轨约束的作用可以进一步减少翘曲病害;设置不同的CA砂浆弹性模量,发现其对翘曲变形影响很小,可以忽略不计;在相同的温度梯度荷载作用下,整体温度荷载越大,轨道板翘曲变形也越大.

摘要： 针对目前高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道底座凹槽四角开裂病害,建立桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道底座凹槽有限元模型,基于多种温度荷载工况研究温度作用下底座板凹槽应力分布规律及裂缝成因;基于不同底座板凹槽结构形式探讨对四角裂缝的影响规律,并提出相应优化措施。研究发现,负温度梯度对底座板凹槽四角裂缝影响最为明显,当负温度梯度超过25°C/m时,四角混凝土拉应力最大值为2.5 MPa,超过混凝土抗拉强度标准值;预埋钢筋布置数量减少至18根时,凹槽应力峰值可降为2.28 MPa,低于混凝土抗拉强度标准值;相同18根预埋钢筋、不同布置方案下,凹槽应力峰值分别为2.28,2.49 MPa。研究结果表明:负温度梯度荷载是造成凹槽四角开裂的重要影响因素,通过适当减少靠近凹槽的横向两侧钢筋数量,优化凹槽四周预埋钢筋布置方式可有效降低底座板凹槽裂纹的产生。

摘要： 随着城市轨道交通建设的快速发展,高架线路的增长比例更快。如何在高架车站的结构选型和设计方面取得优势,将高架车站对城市空间的影响降到最低成为亟待解决的问题。目前,城市轨道交通高架车站纵向长度均较长,超过规范规定的现浇混凝土框架结构设缝的最大间距要求。结合郑州市轨道交通线南四环至郑州南站城郊铁路工程,通过对140m高架车站设置温度缝与不设置温度缝建立两种模型,分别对车站框架主梁裂缝、结构配筋的影响结果进行对比分析,从工程安全及造价等方面研究了高架车站设置温度缝的合理性及必要性,得出对设计有指导意义的结论。

摘要： 发热电缆融雪化冰技术是通过电缆加热主动预防和清除道路结冰积雪的方法,在道路结构中已成功应用.但有关该技术在桥梁结构中应用的研究却比较少,尤其是电缆发热时产生的附加温度荷载对桥梁结构受力的影响程度方面的研究.本文以一座四塔五跨斜拉桥为工程背景,通过有限元数值模拟分析,研究电缆融冰雪温度荷载对桥梁结构受力性能的影响,并对电缆除冰方案的可行性从结构受力的角度进行初步评价.研究表明：热力融冰雪温度荷载作用下位移为向上30mm，位于边跨跨中。主梁应力分布沿顺桥向分布比较均匀；对于顺桥向正应力，“温度较高区域Ⅲ”以受压为主，“温度较低区域Ⅰ”以受拉为主；对于横桥向正应力，顶板上表面和底板上表面横桥向主要为拉应力，顶板下表面和底板下表面横桥向主要为压应力；“温度较低区域Ⅰ”与“温度较高区域Ⅲ”剪应力方向相反，且沿腹板剪应力方向发生变化；“温度较低区域Ⅰ”主拉应力较大，“温度较高区域Ⅲ”主拉应力较小；主梁“温度较高区域Ⅲ”主压应力较大。主梁横梁处的横向正应力顶板上表面和底板以受压为主，顶板下表面以受拉为主，非横梁处的横向正应力分布与之相似。综合考虑主梁位移、主梁顺桥向正应力、主梁横桥向正应力、主应力等结构响应，电缆融冰雪温度荷载与规范温度效应基本相当，初步认为采用本文所述的电缆融冰雪方案产生的温度荷载不会损坏桥梁结构的安全性。

摘要： 某混凝土拱坝运行9年后,陡坡坝段下游面出现开裂.为了研究该裂缝的成因,采用三维有限元法,分析了不同工况下,尤其是短周期温度荷载下,该陡坡坝段的应力变化规律,研究表明温度骤降是导致陡坡坝段开裂的主要原因,运行期陡坡坝段的温度控制问题应当引起重视.此研究成果不仅该拱坝裂缝的处理提供了科学依据,也为同类工程提供了参考和借鉴.

摘要： 几内亚苏阿皮蒂水电站主坝为碾压混凝土重力坝,最大坝顶高程为215.5m,发电厂房为坝后式地面厂房.电站压力钢管采用坝下游面明钢管,单管单机布置.电站装机4台,装机容量450MW.为了解该坝坡明管在内水压力、温度荷载及地震作用下的应力变形规律,对大坝、管道及厂房建立三维有限元模型,利用有限单元法进行计算分析,重点研究了静动力工况下管道位移、支座滑动、伸缩节变形及压力钢管应力分布规律.相比坝下游面钢衬钢筋混凝土管道,坝后明管在国内设计中较为少见,本文旨在结合该工程实际,利用有限元方法对坝下游面明钢管进行计算校核,以期对中国坝后明管的设计提供参考.

摘要： 采用多场耦合有限元数值分析方法,研究砂土地基中悬浮能量桩的热-力学特性.结果表明,桩的升温引起附加轴向压应力、上部桩身负摩阻力和桩头隆起.桩的降温引起附加轴向拉应力、上部桩身正摩阻力和桩头沉降.对于给定的温度荷载,能量桩的热-力学响应主要取决于桩头力学荷载的数值,温度荷载引起的桩身附加轴向应力随力学荷载数值的增加而增大,力学荷栽超过某一临界值之后保持不变.地基土的温度变化在径向很快衰减,影响范围约为20倍的桩径.能量桩的热-力学特性受桩头约束条件的影响很大.桩头约束越强,温度荷载引起桩身轴向应力数值越大.

摘要： 圈梁结构是500米口径球面射电望远镜(FAST)反射面的主支承结构.承载反射面单元的柔性索网通过150个牵索耳板与圈梁结构相连.建设和观测过程中,基于结构可靠性考虑以及反射面精度要求,主支承结构的刚度必须得到保证.研究发现,如此巨大尺度的结构,温度荷载对圈梁结构的刚度起控制作用.通过科学合理地温度应力释放、结构刚度调整,以及采用预留变形空间的方法,利用有限元模拟并进行实验验证,研究基准面时圈梁刚性变形,为观测时变位抛物面提供输入调整依据.

摘要： 针对高速铁路无砟轨道结构性能演化与评估存在的科学难题开展系列研究,取得以下创新性研究成果:(1)揭示了水泥乳化沥青砂浆、充填层自密实混凝土和蒸养混凝土等关键工程材料的性能动态演化机理;(2)提出适用于我国典型地区的无砟轨道温度荷载模式,揭示了多因素耦合驱动条件下桥梁与轨道非线性互制机理;(3)揭示了无砟轨道结构经时性能演化规律并提出相应计算理论;(4)建立了服役性能状态评估指标体系和标准,发展了基于高阶矩的无砟轨道结构时变可靠度评估方法.成果为实现我国高速铁路无砟轨道结构体系养护维修策略从"计划修"向"状态修"过渡提供理论依据和技术支撑.

摘要： 在温度荷载作用下,超长混凝土结构的地下室顶板会经常出现温度裂缝.本文采用MIDAS/G en软件对吉林省长春市某超长混凝土结构进行了温度荷载模拟分析,按工程的实际情况施加温度荷载,获得了该结构在不利温度荷载工况下的温度应力分布特点,并依据分析结果对需要加强的部分进行了不同程度的加强.模拟结果表明在结构刚度突变位置的温度应力较大,刚度改变越大所分担的温度应力也就越大,同时该结果也证明了规范中对钢筋混凝土结构伸缩缝最大距离限制的必要性.

摘要： 空间可展结构在其运行轨道中处于太空环境,受到热荷载作用.本文利用ANSYS软件对某可展结构开展了空间环境下的热变形数值模拟,进行了均匀温度场下不同温度以及非均匀温度场下不同温度梯度的变形计算.结果表明,在各种温度荷载工况下,可展结构的热变形与温度成正比,且在极端温度荷栽作用下变形满足要求.

摘要： 作为一种地源热泵技术,地热能源桩以其经济、稳定、有效和环境友好等特点,应用范围越来越广.基于已开展的地热能源桩的现场原位试验和离心模型试验,分析温度变化前后地热能源桩的承裁力、桩身附加应力和附加桩侧摩阻力的变化规律,同时进行了室内模型试验.结果表明,设于砂中的模型桩在温度升高时,会造成桩侧摩阻力的降低,这与已有的一些研究结果不同.最后对地热能源桩-土相互作用机理进行了分析.在温度升高时,桩的承载力有较大提高,上半部分桩的桩侧摩阻力降低,而下半部分桩的桩侧摩阻力增加,桩身截面应力会增大;温度降低时,上半部分桩的桩侧摩阻力增大,而下半部分桩的桩侧摩阻力减小,极端情况下桩端附近会出现拉应力,研究结果可为地热能源桩基的设计提供参考.

摘要： 作为一种地源热泵技术,地热能源桩以其经济、稳定、有效和环境友好等特点,应用范围越来越广.基于已开展的地热能源桩的现场原位试验和离心模型试验,分析温度变化前后地热能源桩的承裁力、桩身附加应力和附加桩侧摩阻力的变化规律,同时进行了室内模型试验.结果表明,设于砂中的模型桩在温度升高时,会造成桩侧摩阻力的降低,这与已有的一些研究结果不同.最后对地热能源桩-土相互作用机理进行了分析.在温度升高时,桩的承载力有较大提高,上半部分桩的桩侧摩阻力降低,而下半部分桩的桩侧摩阻力增加,桩身截面应力会增大;温度降低时,上半部分桩的桩侧摩阻力增大,而下半部分桩的桩侧摩阻力减小,极端情况下桩端附近会出现拉应力,研究结果可为地热能源桩基的设计提供参考.

摘要： 荷载与温度耦合作用下路面耦合温度试验装置及试验方法，应用了激光在光纤中传播受温度变化和压力变化的影响使接收条纹产生移动的设计，利用加热器和环境温度传感器控制实验装置的温度，利用加载装置和滚轮施加载荷，通过光纤温度传感器测试路面试件在荷载下的温度变化，本发明设计合理、结构简单、使用方便，测试精度高，自动化程度高。

摘要： 本发明公开了一种混凝土在温度‑渗透压‑荷载耦合作用下介质传输试验装置及方法，包括加载装置和加水压装置，加载装置包括压力机、用于夹紧试块的上钢板和下钢板、连接上下钢板的紧固件，上钢板包括第一钢板和第二钢板，第一钢板和第二钢板之间的螺杆上套设有弹簧；所述加水压装置包括储液箱、打压泵、储液池、连通打压泵和储液箱的连接管、连接打压泵和储液池的连接管；储液箱设有开口端，开口端的箱口与试块侧面固定连接。本发明实现了混凝土的荷载‑温度‑渗透压耦合作用，能较好地模拟出地下混凝土所处的复杂恶劣环境，为进行复杂恶劣条件下混凝土的耐久性能研究提供了一种有效的装置支持。

摘要： 本发明提供一种计算温度差和支座位移引起的煤浆管道附加荷载的方法，包括以下步骤：(1)确定煤浆管道的物理参数，计算管道的惯性矩；(2)将管道划分为基本结构，计算温度差和支座位移下基本结构的弯矩和剪力值；(3)计算整体结构刚结点在温度差和支座位移下发生的角位移，进而计算整体结构中基本结构的弯矩和剪力；(4)根据温度差和支座位移引起的杆端弯矩和剪力，计算附加正应力、附加切应力以及附加支座荷载。本发明可以科学地计算出温度差和支座位移下的煤浆管道荷载，为优化煤浆管道布置，提高煤浆输送安全性提供理论依据。

摘要： 本发明为一种基于温度‑荷载耦合作用的土工合成材料试验装置及方法，装置包括工作台、左支撑架、右支撑架、固定夹具、滑动夹具、保温试验箱、温度调控设备、反力架、竖向加载杠杆、调平机构和水平拉力加载组件；保温试验箱放置在工作台上，左支撑架和右支撑架位于保温试验箱的左、右两侧；左支撑架上固连有多个固定夹具，右支撑架上安装有与固定夹具数量相同的滑动夹具，每个滑动夹具与各自的水平拉力加载组件或者拉拔电机连接；温度调控设备与保温试验箱连接；所述反力架的上部作用在保温试验箱内填料上，调平机构用于竖向加载杠杆的调平。该装置能够用于蠕变和拉拔试验，可以较真实的模拟土工合成材料在实际工程中的工作环境。

摘要： 荷载与温度耦合作用下路面耦合温度试验装置及试验方法，应用了激光在光纤中传播受温度变化和压力变化的影响使接收条纹产生移动的设计，利用加热器和环境温度传感器控制实验装置的温度，利用加载装置和滚轮施加载荷，通过光纤温度传感器测试路面试件在荷载下的温度变化，本发明设计合理、结构简单、使用方便，测试精度高，自动化程度高。

摘要： 本发明提供一种计算温度差和支座位移引起的煤浆管道附加荷载的方法，包括以下步骤：(1)确定煤浆管道的物理参数，计算管道的惯性矩；(2)将管道划分为基本结构，计算温度差和支座位移下基本结构的弯矩和剪力值；(3)计算整体结构刚结点在温度差和支座位移下发生的角位移，进而计算整体结构中基本结构的弯矩和剪力；(4)根据温度差和支座位移引起的杆端弯矩和剪力，计算附加正应力、附加切应力以及附加支座荷载。本发明可以科学地计算出温度差和支座位移下的煤浆管道荷载，为优化煤浆管道布置，提高煤浆输送安全性提供理论依据。

摘要： 本发明公开了一种温度和力学荷载下高温管道在位稳定性模拟装置及方法，主要包括实验地层模型及支撑结构、管道模型、控温系统、加载系统和监测系统；其中管道模型包括管道、密封盖、加力杆和加热管；实验地层模型及支撑结构包括地基模型，管道埋设于地基模型中，控温系统控制加热管加热，加载系统通过加力杆向管道施加荷载，监测系统监测荷载、温度及孔压。该装置及方法能有效再现地层中油气管道起输、长期运行和停输阶段温度对高温管道热水力耦合响应的影响，揭示温度场作用下管周地基的孔压和位移演化规律，管周土体约束力的发挥过程及复杂环境下管道承载特性，对海洋能源开发及国家能源战略实施具有重要意义，为管道设计和施工提供重要科学支撑。

摘要： 本实用新型公开了具有温度和荷载耦合作用的微生物分层注浆实验装置，包括承台，承台上设置有土样筒，土样筒的外壁开设有若干注浆管；承台上靠近注浆管的一侧固定有注浆挡板，另一侧固定有注水挡板；土样筒、注浆挡板、注水挡板均同向设置，土样筒位于注浆挡板和注水挡板形成的空间；土样筒与注浆挡板之间的承台上相应开设有出浆孔，土样筒与注水挡板之间的承台上相应开设有出水孔；土样筒与注水挡板的顶部设置有盖板，盖板的下方固定有加热棒和温度计。其利用水温热传导，可实现不同温度下土样的注浆加固特性研究；可根据实验设计，灵活组合多种工况，实现不同温度和不同荷载共同耦合作用下微生物分层注浆，装置安装方便，操作简单，实用经济。

摘要： 本发明提供一种基于热传导理论的拱坝温度荷载施加方法及系统，拱坝温度荷载施加方法包括：根据拱坝坝体的体形参数，沿高程将坝体节点划分为多个上游坝面节点组件和多个下游坝面节点组件；根据拱坝坝体运行期的温度场条件，确定各上游坝面节点组件的上游坝面温度荷载及各下游坝面节点组件的下游坝面温度荷载，将上游坝面温度荷载作为上游温度边界条件，将下游坝面温度荷载作为下游温度边界条件；基于各上游温度边界条件、各下游温度边界条件及坝体热学参数，进行坝体稳定传热有限元计算，确定拱坝坝体内部各节点的温度荷载；将拱坝坝体内部各节点的温度荷载施加到坝体对应的位置处，降低了温度荷载施加的难度，提高了温度荷载施加的效率和精度。

摘要： 本发明涉及实验室模拟温度荷载组合环境下混凝土养护及早龄期强度测试一体化装置，由第一立板、第二立板、第一固定板、第二固定板、浇筑底座、电阻加热片、半导体制冷片、温度控制系统、压力控制系统等组成；本发明通过电阻加热片、半导体制冷片和压力控制系统实现对混凝土施加不同温度荷载组合养护环境，模拟实际工程中混凝土结构早期浇筑养护状态。同时能够实现混凝土浇筑与力学性能测试一体化，有效解决了因拆模等客观因素对混凝土力学性能测试造成的误差影响，并且在混凝土内部布置测温点获得测温点处温度随时间变化规律，有利于掌握温度荷载组合下混凝土水化放热情况，本发明能够为实际工程中温度荷载组合养护环境下混凝土试验提供重要手段。