大跨混凝土箱梁横向温度应力分析

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1、低温建筑技术2012年第8期(总第170期)大跨混凝土箱梁横向温度应力分析聂玉东。，王宗林，田石柱(1．哈尔滨工业大学，哈尔滨150080；2．黑龙江省公路勘察设计院，哈尔滨150080)【摘要】以一主跨125m连续梁桥为例，采用Ansysl0．0软件，计算分析混凝土箱梁温度场及横向温度应力的分布规律，并对箱内、外温差的取值进行了探讨。混凝土箱梁横向温度应力较大，特别是顶板下缘由温度引起的拉应力可以达到3．5MPa，易造成箱梁顶板的纵向开裂，这应引起设计者的重视。【关键词】桥梁工程；横向温度应力；温度场；混凝土箱梁【中图分类号】U441．5【文献标识

2、码】A【文章编号】1001—6864(2012)08—0068—03ANALYSISoFTRANSVERSETHERMALSTRESSoFLARGESPANCoNCRETEBoXGⅡRNIEYu．dong，WANGZong．1in，TIANShi．zhu(1．HarbinInstituteofTechnology，Harbin150080，China；2．HeilongjiangHighwaySurveyandDesignInstitute，Harbin150080，China)Abstract：Withacontinuousgirderbridge

3、of125mmainspanasanexample，thedistributionlawofconcreteboxgirdertemperaturefieldandtransversethermaltemperaturestressiscalculatedusingAnsys10．0，andthetemperaturedifferenceofboxisalsodiscussedinthispaper．Thetransversethermalstressofconcreteboxgirdersisbigger，especiallyatlowerroof

4、，tensilestresscausedbytemperaturecanreach3．5MPa，itiseasythatthelongitudinalcracksappearontheroofofboxgirder，theattentionshouldbepaidfordesigners．Keywords：bridgeengineering；transversethermalstress；temperaturefield；concreteboxgirder对于大跨混凝土结构桥梁，非均匀温度会引起很大应力1275和挠度，被认为是该类桥梁产生裂缝的主要原

5、因。桥梁结构高L由温度作用产生的应力可分为纵向和横(竖)向两大类，对桥r梁纵向温度应力的计算，JTGD60—2oo4(公路桥涵设计通用规范》(以下简称“规范”)规定了温度荷载及计算方法，而桥梁横(竖)向温度应力的计算，“规范”缺少明确的规定。本文以黑龙江省齐甘高速公路嫩江大桥为例，分析大跨混凝土箱图1跨中断面尺寸图／era梁温度场及横向温度应力的分布规律，并给出了计算箱梁桥横(竖)向温度应力时箱外、内温差取值建议。分三种工况，每种工况考虑无铺装(模拟施工阶段)和有1工程概况10cm沥青混凝土铺装(模拟使用阶段)两种情况。工况1考齐甘高速公路嫩江大桥于

6、齐齐哈尔市跨越嫩江，大桥虑顶板受太阳辐射强度最大情况，计算日期选取6月15日，主桥上部结构采用75m+2x125m+75m变截面预应力混分别计算顶板、底板及腹板受太阳辐射强度数值，施加于有限凝土连续箱梁，单箱单室断面，根部梁高7．3m，跨中梁高元模型上；工况2考虑腹板受太阳辐射强度最大情况，计算日2．8m，梁高按2次抛物线变化。跨中箱梁断面尺寸见图1。期选取2月15日；工况3考虑环境温度骤然降低情况，根据2计算方法齐齐哈尔地区气温日较差最大值及现场实测温度，选取2011假设箱梁温度沿桥梁纵向不变，将温度场简化为沿箱年4月14日18时至2011年4月1

7、5日6时为计算时间段，将梁竖向和横向的二维温度场来考虑。采用Ansysl0．0进行现场实测温度作为荷载施加于有限元模型上。计算分析，按间接法求解箱梁截面横向温度应力，即先根据4箱梁温度场分析气象资料进行瞬态热分析，求得截面温度分布，再将求得的表1～表3为工况1～3箱梁截面板件最大温差表，可节点温度作为体荷载施加到结构中进行应力计算。看出箱梁截面温度场分布有如下规律：①无铺装时箱梁截3计算工况面板件温差大于或等于有铺装时箱梁截面板件温差；②和聂玉东等：大跨混凝土箱梁横向温度应力分析支点截面相比，跨中截面箱梁底板内外温差降低0．8一2．01．7℃，腹板内

8、外温差降低值0．1～1．3~C；③桥面铺装对顶1．0，一、_‘、———，板温差影响较大，对腹板、底板温差影响