pk断面混凝土梁日照温度场及温度应力分析

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1、学校代号10536学号12102020229分类号U448密级公开硕士学位论文PK断面混凝土梁日照温度场及温度应力分析学位申请人姓名谢文昌所在学院土木与建筑学院指导教师张玉平副教授李传习教授学科专业土木工程研究方向桥梁结构理论与新技术、新工艺论文提交日期2015年4月学校代号：10536学号：12102020229密级：公开长沙理工大学硕士学位论文PK断面混凝土梁日照温度场及温度应力分析学位申请人姓名谢文昌指导教师张玉平副教授李传习教授所在学院土木与建筑学院专业名称土木工程论文提交日期2015年4月论文答辩日期2015年5

2、月答辩委员会主席胡柏学研究员级高工ResearchofTemperatureField&TemperatureStressofPK-sectionConcreteBoxGirderbySolarRadiationbyXIEWenchangB.E.(ChangshaUniversityofScience&Technology)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEng

3、ineeringinChangshaUniversityofScience&TechnologySupervisorAssociateprofessorZhangYupingProfessorLiChuanxiMay,2015长沙理工大学学位论文原初性声明本人郑軍声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行硏究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标巧引用的内容外，本论义不包含任何巧他个人或集体已经发表或撰与的成果作品。对本义的研究做出軍要巧献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。。本人充全意识到本声

4、明的法律后果由本人承担：作者籍名：口期；ｗ至年＾月＞ｎ学位论文版权使用授权书、本学位论义作巧完全了解学校巧关保留化川学位论文的规定，同意学校保－版巧并向巧家巧义部ｎ或机拘送义论文的复印件和电了，允许论文被进阅和偕阅。本人授权长沙理Ｔ／大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库、。进行检索，可Ｗ采用影印缩印或扫描等复制手段保你和汇编本巧倪论文网时｜｜《》授权，｜圍科学技术估息研究所将本论义收录到中闽学位论义全文数据俾并通过网络向社含公众提供倍应服务。本学位论文属十１、保密□，在年解

5、密巧适用本授权书。２、不保密口。＂＂（请在Ｗ上相巧方框内打Ｖ）作者签名：ｉ村怎口期：＾月又Ｕ我：导师鉴円期：咬年＾月＞ｉｊＩＩ摘要混凝土箱梁因太阳辐射而产生非线性梯度温度，当这种梯度温度引起的变形被结构内、外约束阻碍时，会产生相当大的温度应力。国内外学者研究了普通箱形断面日照温度场及温度应力，尚无针对PK形式断面的研究。我国现行规范中并无无铺装层混凝土梁梯度温度的取值，也未给出混凝土梁横向温度应力的计算方法。本文以马鞍山长江公路大桥右汊斜拉桥为工程背景，对该桥PK形式主梁施工阶段及运营阶段

6、的日照温度场进行了现场实测和有限元建模分析，分别计算了其横、纵向温度应力。本文的主要研究内容和成果如下：（1）介绍了混凝土导热微分方程的一般形式和边界条件，以及将混合边界条件简化为第三类边界条件的计算原理和过程。论述了太阳辐射强度、换热系数、太阳辐射吸收率等参数的计算过程。（2）对PK断面混凝土梁施工阶段和运营阶段的日照温度场进行了观测和分析，得到了其顶板、腹板、底板竖向梯度温度及箱内外大气温度的变化规律，分析了桥面铺装层对混凝土梁日照温度场的影响，本桥12cm沥青混凝土铺装层对混凝土梁日照温度场有明显的削弱作用。（3）应

7、用ANSYS分别建立了PK断面混凝土梁的二维和三维温度场计算模型，计算结果与实测值吻合，二维模型与三维模型温度场计算结果基本一致。计算得到了用指数函数表示的施工和运营阶段的竖向梯度温度，并与各国规范取值进行了对比分析。（4）参数敏感性分析表明，吸收率及风速对日照温度场影响较大，沥青混凝土铺装层厚度对混凝土梁竖向梯度温度也会产生较大影响。（5）分别应用ANSYS二维模型和三维模型计算了主梁施工阶段的横向温度应力，三维模型的计算结果比二维模型大22%左右。对比分析表明施工阶段的最大横向拉、压应力均高于运营阶段。（6）应用FBR

8、.CAL计算了主梁施工阶段和运营阶段的纵向温度应力，施工阶段的最大纵向拉、压温度应力均高于运营阶段。本文计算结果与按规范取值的计算结果存在较大差异，建议完善规范中关于无铺装层混凝土梁梯度温度取值的规定。关键词：桥梁工程；温度场；混凝土梁；PK断面；梯度温度；温度应力IAbstractThenonline