斜拉桥H形截面混凝土桥塔短期温度特性.pdf

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1、第49卷第1期西南交通大学学报Vo1．49No．12014年2月JOURNALOFSOUTHWESTJIAOTONGUNIVERSITYFeb．2014文章编号：0258—2724(2014)01-0059-07DOI：10．3969／j．issn．0258-2724．2014．01．010斜拉桥H形截面混凝土桥塔短期温度特性代璞，钱永久(西南交通大学土木工程学院，四川成都610031)摘要：为探讨温度荷载对实心混凝土桥塔的影响，基于传热学基本原理，提出了以周期加载确定初始条件和按表面热平衡确定边界条件的计算方法．以某桥为例，用间接

2、热应力耦合有限元法分析了H形截面混凝土桥塔的短期温度特性，获得了其温度场和温度应力的分布特点．分析结果表明，在最不利短期温度荷载作用下，H形截面混凝土桥塔表面有出现温度裂缝的可能，设计时应予以重视．关键词：斜拉桥；温度应力；温度场；传热学；初始条件；边界条件；热应力耦合法中图分类号：U448．27文献标志码：AShort-TermTemperatureCharacteristicsofH-ShapedSectionConcretePylonofCable-StayedBridgeDAIPu，QIANYongfiu(SchoolofC

3、ivilEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Inordertoresearchtheeffectsoftemperatureloadactingonsolidconcretepylon，acalculationmethodwasputforwardbasedonthefundamentalprinciplesoftheheattransfertheory．Inthismethod，initialconditionsaredeterm

4、inedbymeansofapplyingperiodicload，andboundaryconditionsareascertainedfromthethermalequilibriumonthesurface．Bytakingacertainbridgeasanexample，theshort-termtemperaturecharacteristicsofH—shapedsectionconcretepylonwereanalyzedbyusingindirecttemperature-stresscouplingfinite

5、elementmethod，andthedistributionfeaturesoftemperaturefieldandthermalstresswereobtained．Theanalysisresultindicatesthatunderthemostunfavorableshort-termtemperatureload，temperaturecracksmayappearonthesurfaceofH—shapedsectionconcretepylon，SOaspecialattentionshouldbepaidtod

6、esign．Keywords：cable—stayedbridge；thermalstress；temperaturefield；heattransfertheory；initialcondition；boundarycondition；temperature-stresscouplingmethod短时变化急剧的太阳辐射和骤然降温(包括斜拉桥混凝土桥塔出现竖向温度裂缝的情况日落降温、寒流等)引起混凝土结构表面温度迅速普遍存在．从20世纪50年代起，国内外学者就对变化，因混凝土结构的热传导性能差，其表面温度箱室结构的温度场和温度应力

7、展开了广泛研变化迅速而内部温度仍处于原来状态，从而，在混究_2，而针对H形实心截面桥塔的温度特性的分凝土结构中形成较大的温度梯度，受到内、外约束析不多见．时将产生相当大的温差应力，严重时将导致混凝土本文结合现场检测中发现的某H形截面桥塔结构裂损¨J．研究表明，温度应力是导致混凝土桥出现温度裂损的情况及现场温度测定，用有限元法塔开裂的重要因素之一．进行热应力耦合分析，得到其温度场和温度应力的收稿日期：2012-12-26基金项目：国家自然科学基金资助项目(50978221)作者简介：代璞(1981一)，男，博士研究生，研究方向为既有桥

8、梁的评估与加固设计理论，电话：028—87446864，E-mail：3075968@qq．com西南交通大学学报第49卷分布特性，为该类桥塔的应用提供了参考．l=(P，t)，P∈s，式中：P=P(，y，z)为空间坐标；t为时间；Tb