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1、混凝土桥梁考虑温度梯度的设计新西兰!∀!#∃%&∋()∃&∗+∋&,陆揪译进,行实验和理论研究以确定由周围条件的摘要,日照射波动产生的温度梯度和应力并提出本文回顾了预应力及钢筋混凝土桥梁考了一种有足够精度的预测温度效应的分析技虑周围。。温度荷载影响的现状讨论限于太阳巧。,照射于桥面产生的垂直温度梯度论述了根在最近的一篇论文中研究了周围温度,波动对预。据当地气象条件预测设计温度梯度的方法应力混凝土圆形贮蓄池的影响该并提出了计算温度应力垂直分布的通用分析文综合了上述研究成果。类似于混凝土桥梁。,。方法实验室及现场试验证实了这种分析方中的格式检验所产生的温度应力的影响法的有效性。问题
2、的提出摘要论述了裂缝对温度效应的影响以及温。度荷载对极限承载力的作用尽管沿箱梁腹板厚度的温度横向变化已,。混凝土桥梁考虑温度波动的设计传统被认为是产生超应力的一个因素但由太∃泪上。已是一件简单的事情由最大平均温度变对桥面照射产生的垂直温度梯度仍是首要问化土/0。典型值取为−.产生的纵向移动题桥面温度增加导致上部构造在桥台之间通过设置伸缩缝,上拱趋向,而若受中间支承约束,便产生支承位移或柔性墩来实正。,。现然而近年来不断警觉到由于桥梁上部弯矩这些弯矩俏可达到与活载弯矩同一,。构造非均匀分布的温度产生的温度应力特量级别对Β,于预应力混凝土连续梁起着更为重要的如图所示典型横截面的情况
3、桥面热。123。作用∋4567等论述了预应力混凝土桥效应是受多种参数影响的复杂的瞬时现象梁中由于温度梯度造成损坏的情况,除了与时间有关的太阳照射这一基本影响之尸并提出。132:预测有关应力的近似分析方法)896,,外桥而热效应还受周围温度及风速波动“3,,和&;<19更为一般地论述了这一问题材料性质桥面特性和截面儿何特性等影并得出结论需进行进一步研究以充分理解周。2围温度热应力的大小及意义)569=和%>““3讨论了温度梯度的大小和与设计活载相组。合的温度应力在新西兰,?““≅95六十年代末96的新市场高架桥一座位于高速公路Α∋的主要—,的郊外预应力混凝土箱形梁桥的严重开裂。,巨二
4、下了圈夔侄二二Χ引起了研究兴趣裂缝宽度量测表明周围。温度和太阳照射之间的强烈联系于是开始图Β影响热玫广的因索。。设计间题可分成以下三方面Δ限单元分析Ι53响首先是基这一方法已为∋53=等采于,,已知的地区周围特征太阳照射的变化用进行了理论及实验室模型承受单面照射,。周围温度,的实验结果的比较风速预测临界的设计梯度然,,后计算由设计温度梯度在桥梁上部构造中产已经指出对于大多数桥梁横截面横Ε,,生的应力最后确定温度应力对适用性和面热流是无现实意义的因此方程Β可进。温Δ极限承载特性的影响度荷载的变形特性一步简化为一维问题的形式。−使最后一方面的问题显得特别重要ϑ6.口.Κ一可厂万
5、砰可Λ温度的预测上式可与式−一起用有限差分法求。,解用有限差分法求解及按二维问题有限元带有与空气接触边界的各面同性体承、。受周围温度变化/及照射Φ图−后的温分析和实验结果之间吻合十分良好这一方1>:23<37221。Δ法也为&;及Μ和0≅所采用度效应由一般的富里哀传导方程,6−么−用有限差方法分析复杂横截面例如图Β所方「6泊.口.口.Β62二Γ一!一人一不一汁口Η丁二Δ乙劣‘少6丢,,尸∋」功示情况必需分析一条以上的垂直线并对。Β截面的所有结果进行组合图Β中进行分析Δ,。边界条件为的三块特征面积用线Β一Β−一−和Λ一Λ区分一、ϑ下于ΗΦ卜左.一戳二.Ν了子温
6、度应力计算,可得出最危−基于上述瞬变热流分析险Δ,,‘。式中ϑ为传导系数Ο为密度为的温度设计梯度这将在下一节中进一步讨Ε。,。固体的比热.为固体的边界温度瓜为边论由这种梯度产生的应力可按简单的静力。,界的热传导系数为主要取决于空气流过边学进行计算考虑图Λ所示截面承受垂直,。。,界的速度的变数为垂直于边界的方向温度变化梯度7力这里8系对某一方便的。,勺日“基轴而言对于沿梁高各点均不受约束而Χ自由伸胀时,自由变形为Δ一￡ΠΚ57夕ΘΔ5。“Ρ盯于式中为温度线膨胀系数然而#澳了Σ1>一1>35<。=Τ9Υ=的平面假定依然成立因图−潞变温度流分析的座标规定,。力见图此
7、最后的应变曲线Λ必需为直奋,二,,由于/及左一般均为时间的复杂线图Λ阴影部分所示之非约束变形57刃及函数,Β和−。力之差意味着将有约束应力为Δ方程的直接数学解是不可最终变形,8Κ&〔18一5公8〕能的而适宜于采用三维问题的有限单元Πς。,Δ。法然而对于桥面承受周围温度荷载问题式中刀为混凝土的弹性模量。可大大简化温度沿桥轴方向的变化将无实等式ς沿截面高度6积分得出轴力,Δ际意义因此可进行桥梁横截面上的二维有为。“”豪重尹回ΧΠ官亩詹交Ω
