大型矩形混凝土渡槽运行期太阳辐射温度场模拟研究-论文.pdf

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1、第42卷第1期河南科技学院学报2014年2月Vo1．42No．1JournalofHenanInstituteofScienceandTechnologyFeb．2014doi：10．3969／j．issn．1008-7516．2014．01．013大型矩形混凝土渡槽运行期太阳辐射温度场模拟研究崔浩朋，刘洋，赵宁。(1．南水北调中线局河南直管建管局，河南郑州450003；2黄河勘测规划设计有限公司，河南郑州450003)摘要：根据南水北调中线大型矩形混凝土渡槽在夏季太阳辐射工况下温度场的分布及变化规律，建立了太阳辐射模型，并依据渡槽温度边界条件，采用有限元法对其进行

2、了系统分析．结果表明：太阳辐射对混凝土渡槽运行期温度场影响显著，时空变化剧烈，会造成渡槽结构骤变的温度场和较强非线性的温度分布，进而影响渡槽的正常使用．关键词：太阳辐射；温度边界条件；温度场；大型混凝土渡槽中图分类号：TV672+I3文献标志码：A文章编号：1008—7516(2014)01—0067—06StudyontemperaturefieldofhugeconcreteaqueductsinoperationperiodundersolarradiationCuiHaopeng，Liurang，ZhaoNing(1．HenanBranchBureau．Co

3、nstructionandAdministrationBureauofSouth—to—NorthWaterDiversionMiddleRouteProject，Zhengzhou450003，China；2．YellowRiverEngineeringConsultingCo．，Ltd．，Zhengzhou450003，China)Abstract：AimedattemperaturefielddistributionandvariationlawoftheSouth—to—NoahWaterTransferProject’Smid—routelarge—sca

4、lerectangularconcreteaqueduct’Sduringrunningperiodundertheconditionofsummersolarradiation，thesolarradiationmodelisestablished，accordingtotheaqueduct’Stemperatureboundarycondition，themodelisanalyzedbytheFiniteelementmethod．Theresultshowsthat：thesolarradiationhasagreatinfluenceonthetempe

5、raturefieldofconcreteaqueductduringrunningperiod，andtherapidchangeoftimeandplacecanresultintheabruptchangeintemperaturefieldandamorenon—lineartemperaturedistributionwhichcanfurtheraffectthenormaloperationoftheaqueduct．Keywords：solarmdiation；temperatureboundarycondition；temperaturefield

6、；Hugeconcreteaqueducts在导致混凝土结构开裂的各类影响因素中，温度、收缩变形等间接荷载引起的裂缝占80％t，然而间接荷载作用在?昆凝土结构中往往未充分考虑，以往的研究中偏重于施工期水泥水化、自生体积收缩等『3．但混凝土结构如渡槽、大坝、桥梁等，在正常运行期暴露在空气中，不可避免地经受强烈自然条件的作用．在短暂强烈的自然条件变化下，混凝土结构外表面温度迅速变化，而混凝土内部温度变化缓慢，形成较大的内外温度梯度，进而造成混凝土开裂，降低结构的承载力．因而研究太阳辐射对混凝土结构温度场的影响对大体积混凝土结构的耐久性、安全性、正常使用可靠性有十分重要的

7、现实意义，目前在桥梁结构中研究较多，而针对大型混凝土渡槽运行期在日照辐射条件下的温度场应力场数值仿真方面，研究成收稿日期：2013—1l一0l作者简介：崔浩朋(1977一)，男，河南襄城人，工程师．主要从事水利水电工程管理与研究672014钲河南科技学院学报(自然科学版)果偏少_9．1．本文探讨了在合理给定渡槽温度边界条件基础上太阳辐射对其温度场及其随时空变化的规律，为渡槽设计和运行提供参考．1太阳辐射计算模型及渡槽温度边界条件太阳光谱包括紫外光、可见光和红外光，各种不同波长的电磁辐射产生不同的效果．总体可以把太阳辐射分为太阳直射(directradiation