温度荷载对曲线连续刚构桥受力特性影响研究

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1、温度荷载对曲线连续刚构桥受力特性影响研究摘要：世界各地所修建的曲线桥中，各种各样的工程事故层出不穷。轻则梁体出现裂缝、移位，重则出现落梁、坍塌造成巨大的经济损失。研究表明除了曲线桥因为力学特性比较复杂外，温度引起的内力和变形也是一个非常重要的原因。在这方面，国、内外的学者都曾做过大量的研究工作,并把相应的控制措施写入各国规范。他们的研究证实，温度引起的应力有时甚至会超过活载应力。弄清曲线梁桥的温度场及温度应力分布，对于完善曲线桥梁的设计理论，保证曲线桥梁的安全、经济、适用具有重要的实用价值和理论意义。关键词：曲线桥梁设计、分析Abstract：th

2、ecurvebridgehasbuiltallovertheworld,variousengineeringaccidentsemergeinendlessly.Lightbeamcracks,displacementofbody,orabeam,collapsecausedhugeeconomiclosses.Studieshaveshownthatinadditiontocurvedbridgebecausethemechanicspropertiesiscomplicated,internalforceanddeformationcaused

3、bytemperatureisalsoaveryimportantreason.Inthisregard,scholarsdomesticorabroadhavedonealotofresearchwork,andthecorrespondingcontrolmeasuresinthespecificatiori.Theirresearchconfirmedthatcausedbytemperaturestressandsometimesevenmorethanthestressofliveload・Tofindthetemperaturefiel

4、dandthermalstressdistributioncurvebeambridge,inimprovingthedesigntheoryofcurvebridge,ensurethesafetyofcurvebridge,economicandapplicablehasimportantpracticalvalueandtheoreticalsignificance.Keywords：curvebridgedesignandanalysis中图分类号：TU393.3文献标识码吗：A一、概述本文所建立的空间板单元模型是依据泥溪沟2号大桥建立，其

5、中板单元均是四边形板单元，保持其跨径布置以及截面尺寸延桥梁纵向的变化规律不变的前提下，分别在曲率半径为800m.1500m曲线上以及直线上建立了相似模型，用以分析在预应力刚筋及温度荷载作用下曲线半径的变化对桥梁的影响。采用MidasFEA软件计算时，在有限元模型中，桥墩墩底设置为固结约束，两端桥台处的约束为：释放桥梁截面形心连线切线方向的位移约束和绕横截面形心横轴的弯矩约束，其余的自由度全部约束。结构、材料参数均按理想状态取值。模型如图所示。图1弯桥模型的效果图图2直线桥梁模型的效果图二、热膨胀系数的确定在预应力混凝土结构中所应用的混凝土会具有明显

6、不同的热膨胀系数，它们与骨料的种类、水泥用量、含水量以及龄期有关。一般水泥石的热胀系数约为，比骨料的热膨胀系数要大些。混凝土的热膨胀系数在和之间变动。文中，预应力混凝土在计算温度荷载引起的温差应力时，混凝土、刚筋均采用平均热膨胀系数。三、温度作用的确定综合考虑日照温度荷载和年温温度荷载对曲线梁桥的影响。年气温变化作用是时间的函数以下式表示：-桥梁的当前温度-桥梁受到约束时的温度根据《公路桥涵设计规范》JTGD-2004的规定，取年平均气温为15.5°CO考虑整体升温20°C,则当前温度应当取35.5°Co四、整体升温计算结果分析1、竖向位移分析通过

7、对曲率半径为800m、1500m以及直线刚构桥在整体升温条件下，各关键截面的竖向位移进行分析，数据分析见下图所示。图3中跨跨中顶板竖向位移图4中跨跨中底板竖向位图5中跨1/4截面顶板竖向位移图6中跨1/4截面底板竖向位移由上图数据可知：1）当曲线半径大于等于800m时,线刚构桥呈现外弧侧高，内弧侧低的扭转现象已经十分不明显，可以忽略。2）曲线半径为800m的刚构桥中跨跨中截面和直线刚构桥中跨跨中截面的竖向位移差值为0.5cm以内。2、正应力分析通过对曲率半径为800m.1500m以及直线刚构桥在整体升温条件下，中跨跨中截面顶板正应力进行分析，数据分

8、析见下图所示。图7中跨跨中截面顶板正应力图由上图数据可知，在整体升温的情况下，不同半径的刚构桥在相同的截面处的正应力分布规