施工阶段钢管拱非线性温度影响的研究

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1、ConstructionofSteelPipeConcreteArchStageNonlinearTemperatureEffectsResearchADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuHengSupervisor：Prof.WuXiaoguangChang’anUniversity,Xi’an,China摘要近二十年来钢管混凝土拱桥作为一种新兴的桥型，在我国得到了迅速的发展。但是在理论、计算方法、规范制定等方面却还比较落后，还有许多问题有待于进一步深入研究，其中温度问题便一直是一项重大课题，其关键在于温度场

2、随时间和空间的变化与分布规律问题。本文着重探讨钢管混凝土拱肋在日照作用下，以及管内混凝土水化热的放热作用下的截面温度场及温度效应问题，并对钢管混凝土拱肋冬季养护的各影响因素进行了计算分析。本文依托某钢管混凝土提篮拱桥施工监控过程，对钢管混凝土温度场进行了现场观测并采用有限元方法进行分析。首先对这一方法的基本原理进行了简要的介绍，着重探讨了日照边界条件及太阳辐射作用的简化等；其次进行了日照作用下的钢管混凝土试件截面温度场测试，通过对该构件的温度场的现场实测，研究得出了钢管混凝土拱肋截面的温度场的特点，在此基础上，探讨得出了符合钢管混凝土拱桥拱肋沿截面直径方向的温度梯度模式；采用有限元

3、软件ANSYS进行温度场仿真分析，对得出的理论温度场特征和温度梯度与实测数据进行比对，从而进一步验证了本文提出的温度梯度模式的适用性及温度场实测值的准确性；通过有限元计算得出了该构件截面在日照作用下，以及管内混凝土水化热的放热作用下温度应力。论文所做的钢管混凝土构件的温度场及其效应的实验和理论等研究工作，可以为今后钢管混凝土拱桥设计中温度效应问题的解决，提供一定的理论依据和技术参考；为相关规范标准的进一步完善提供一定合理性意见，以加速钢管混凝土拱桥温度效应理论的发展。关键词：钢管混凝土，日照温度场，温度应力，有限元，混凝土冬季养护IAbstractInthepastovertwen

4、tyyears，tobeanewtypeofbridge,Concrete-FilledSteelTubeArch(whichiscalledCFSTarchforshort)getarapiddevelopmentinourcountry.Assomeaspectsontheory,calculationandformulationarestilllagbehind,somanyproblemswaittobestudydeeply.Theproblemoftemperatureisoneofimportantsubjectsinresearch.Thekeyissueisthe

5、changeandlawoftemperaturepatternintimeandspace.Thisarticlefocusesontheconcretefilledsteeltubearchribinthesunshine,aswellasthetubewithinthehydrationheatofconcreteundertheactionoftheexothermicsectiontemperaturefieldandtemperatureeffect,theconcretefilledsteeltubearchribwintermaintenanceofthefacto

6、rsareanalyzed.Inthispaper,basedonasteelpipeconcretearchbridgeconstructionsupervisionprocessofsteelpipeconcretetemperaturefield,thefieldobservationandfiniteelementmethodanalysis.Firstofall,itmakesabriefintroductiononthebasictheoryofthismethodandtalksatsomelengthaboutsimplificationincalculationo

7、fsunshineboundaryconditionandsolarradiationaction.NextwedidatestonsectiontemperaturepatternofCFSTundersunshineaction;researchthetemperaturepatternanditsaffectionaccordingtothescenetest.Onthisbasis,wediscussedtohaveasectiondiameterdirect