超高空心薄壁墩温度场及其效应分析

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1、分类号：U44,U4510710-2015121094硕士学位论文超高空心薄壁墩温度场及其效应分析崔文林导师姓名职称宋一凡教授申请学位类别全日制学术硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2018年4月17日论文答辩日期2018年5月12日学位授予单位长安大学AnalysisonTheTemperatureFieldAndItsEffectofTheUltra-highHollowThin-walledPierAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：CuiWenl

2、inSupervisor：Prof.SongYifanChang’anUniversity,Xi’an,China摘要随着我国交通建设事业的快速发展，高速公路以及高速铁路正在逐渐往中西部延伸。由于我国中西部地区大多是高山峡谷和沟壑地形，从经济角度及专业角度出发，超高墩梁式桥梁，尤其是超高墩连续刚构桥，凭借其优秀的跨越能力和良好的经济性，越来越受到欢迎。随着混凝土超高墩的使用，问题也随之而来，其中日照温度作用对于桥梁结构的影响越来越显著。超高空心薄壁墩在太阳照射以及周围环境的作用下在墩身的三维方向上产生复杂的温度场，从

3、而使得超高空心薄壁墩发生三维方向上的变形，对桥梁的悬臂施工阶段，尤其是合龙阶段精度控制，造成重要的影响。本文以西银高速项目中的某特大桥（主桥跨径布置为95+3×180+95m的PC连续刚构桥）为依托研究工程，通过现场实测温度及有限元模拟分析相结合的方法，对超高空心薄壁墩的温度场及其效应进行了研究。运用混凝土超高空心薄壁墩的日照参数计算方法，结合依托工程桥址处的实际气象特征，构建有限元模型中的太阳辐射强度等计算参数；通过对现场实测温度数据的分析，获得超高空心薄壁墩沿壁厚方向的温度场分布规律；利用有限元方法，结合第三类边

4、界条件建立超高空心薄壁墩的有限元分析模型，得出混凝土超高空心薄壁墩的墩身温度场的分布规律，拟合得到温度梯度的计算公式，并与现场实测温度数据对比分析，验证了ANSYS有限元模型的准确性；模拟分析了沿墩高方向上的温度场分布规律，给出了相关计算公式；根据得到的墩身温度场的分布规律，研究了在施工允许的范围内，主梁合龙施工时机以及墩身温度场对于主梁合龙口的影响效应；研究了墩身温度场在成桥运营阶段对于桥梁的影响效应。关键词：超高空心薄壁墩；日照温度作用；三维方向温度场；合龙时机iABSTRACTWiththerapiddevel

5、opmentofChinesetransportationconstruction,theexpresswayandhigh-speedrailwayaregraduallyextendingtothecentralandwesternregions.DuetothecentralandwesternregionsinChinaaremostlyalpinevalleysandgullies,andfromthepointofviewofeconomyandprofessionalperspectives,ultra

6、-highpierbeamBridges,especiallyultra-highpiercontinuousrigidframebridgesaremoreandmorepopular,becauseofitsexcellentspanningcapability.Withtheemploymentoftheconcreteultra-highpier,theproblemisalsofollowed,andtheinfluenceofsunlighttemperatureonthebridgeismoreandm

7、oresignificant.Undertheinfluenceofthesunlightandthesurroundingenvironment,ultra-highhollowthin-walledpierproduceacomplextemperaturefieldofthree-dimensionaldirection,andtheultra-highhollowthin-walledpierarisesthedeformationofthree-dimensionaldirectionbecauseofth

8、etemperaturefield,eventuallyitwillhaveanimportantimpactonthebridgeconstructionstages,especiallytheaccuracyoftheclosurestage.ThepaperisbasedonabridgewhichbelongstotheXiYinexp