大跨度钢管混凝土拱桥温度效应研究

《大跨度钢管混凝土拱桥温度效应研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、铁道建筑l8RailwayEngineering文章编号：1003-1995(2010)08—0018~3大跨度钢管混凝土拱桥温度效应研究李自林，刘明艳，李妲(1．天津城市建设学院土木工程系，天津300384；2．河海大学港口海岸与近海工程学院，南京210098)摘要：为得到温度变化对钢管混凝土结构受力的影响，通过对结构施加相应的温度荷载，与结构自重作用下对主拱肋的内力情况进行比较，从而得出温度荷载对结构的受力影响情况，另外计算横梁与拱肋由于温度不同而在连接处的内力情况，得出温度荷载对结构的影响

2、不能忽略，计算时应根据结构实际环境考虑相应的温度荷载。关键词：温度荷载钢管混凝土拱桥拱肋有限元分析中图分类号：U441．5文献标识码：A大部分桥梁每天都要经过一定的温度变化，这些建设时不能忽略。温度变化可能对桥梁受力引起相当大的改变，在日温该桥为钢管混凝土拱桥，四肢桁式拱，拱肋直径为差较大的季节此种影响尤其明显。钢材是热的良导850mm。吊杆为热挤聚乙烯高强钢丝拉索，桥面为混体，在强烈的日光照射下温度快速升高，在温度变化的凝土T形梁。拱肋间由横撑和靠近拱脚处的横梁联作用下材料的各种性能可能会发生

3、某些变化，由此而系，位于桥面上的横撑有十三道，对称布置，拱脚处在产生的内力对结构的受力可能会产生很大的影响。对桥面下设置拱上横梁和桥下横撑，横撑和拱上横梁分钢管混凝土结构，由于其组合截面的特性，钢材与混凝别与主拱肋连接，横撑截面为空心钢管，横梁为T形土有着不同的材料性能，各自的受力特点也不相同，在钢筋混凝土截面。温度变化作用下的受力情况应做重点研究。规范¨要求在计算结构温度效应时对不同材料应采取不同线2模型的建立膨胀系数，陈宝春，徐爱民等提出了计算合龙温度的概念，并依据试验结果得出计算拱的温度应

4、采用日应用有限元软件MIDAS／Civil建立该桥的有限元平均温度。模型，吊杆采用桁架单元模拟，其余单元均采用梁单国内其他研究者关于桥梁温度效应的探究一直未元，拱脚处拱上横梁与桥面板连接处将实体单元简化曾间断。朱爱华，谭万忠等4。对曲线梁桥的温度效为梁单元模拟，实体单元与梁单元的连接较复杂，为简应进行了分析，赵毓成等对钢管混凝土拱桥的非线化计算，按照受力体系将其简化为梁单元。共2432个性温度荷载分析做了相应的研究，余明林等由实测节点，5378个单元。温度数据对钢管混凝土拱桥在温度荷载下的结构内

5、超静定结构在温度变化时，会在拱中产生附加内力、位移等做了相应的探讨。力，这些附加应力有时会对拱结构内力产生显著的不利影响。1工程简介在此仅考虑均匀升、降温产生的附加内力。拱桥建成以后，若气温与主拱合龙时的气温不同，则会在拱以跨度为330in的淳安南浦大桥为例，桥位所属内产生附加内力。设温度变化引起跨径方向的变位为区域位于中亚热带季风气候带北缘，四季分明，光照充△Z，根据变形协调条件，必须在弹性中心施加一个水足。年平均气温17oC，1月平均气温5℃，为最低，极平推力日，温度上升时，日为正(向内作用

6、)；温度下端最低气温一7．6oC，7月平均气温28．9oC，极端最高降时，日为负(向外作用)。如图1所示。其典型方气温41．8oC。有调查显示，如此大的温差变化在桥梁程为收稿日期：2010-04-22；修回13期：2010-05-20作者简介：李自林(1953一)，男，河北成安人，教授，工学硕士。慧蒜2010年第8期大跨度钢管混凝土拱桥温度效应研究19由于Ⅳ的作用，拱各截面产生的温度内力为应内力值。M=一HY=一日(Y0一Y1)由图2可知，前四种工况中，工况1的数值最大，N=Hcos其对结构的影

7、响更显著，在接近拱脚处甚至与工况5Q=Hsin(结构的自重)数值接近；工况2显示在拱脚处弯矩较式中——材料的线膨胀系数；大，但拱肋其余部分则数值较小；而工况3和工况4在t．——拱合龙时的温度；整个二分之一跨处相对数值较小，可酌情考虑其对结￡——当地最高或最低月平均温度；构受力的影响。l50E——考虑混凝土徐变后的弹性模量；lO0肛——泊松比。+工况l主50也5A-l—e-工况2蟊。★工况3鐾一50+工况4旧一100／／，一工况5—150／，／．—2O0图2主拱肋弯矩(面内)图1温度荷载下拱肋受力

8、示意由图3可知，工况12和工●况2在拱肋上的0变化数∞∞O∞∞∞湖值相近，方向相反，在靠近拱脚处数值偏大，但其余部分数值较小，而工况3和工况4整体数值均较小，总体3数据分析来说，温度荷载下主拱肋的拱脚处受力偏大，与桥梁自重相比不可忽视。对钢管混凝土拱桥在温度荷载下的受力情况分析中，分别考虑桥梁整体升温、整体降温、拱肋升温、拱肋十工况1吕升温+桥面板温度梯度荷载，计算构件的内力分布，与Z士工况2—o_工况3结构自重作用下的内力相比较，对比温度荷载作用所静*工况4畚带来的主拱肋截面内力数据，从而得出