混凝土箱梁桥温度场的模拟.pdf

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1、第28卷第10期2011年lO月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01．28No．100ct．20lldoi：10．3969／j．iSSrL1002—0268．2011．10．012混凝土箱梁桥温度场的模拟吴六政(四川公路工程咨询监理公司，四川成都610041)摘要：为了精确模拟混凝土箱形梁桥中温度场的分布情况，详细地分析了影响温度场变化的主要因素，并把这些影响因素转化成热传导的边界条件，施加在桥梁结构上，然后进

2、行有限元瞬态热传导分析，就得到任意时刻桥梁结构的温度场。通过实例计算，说明了利用该方法计算出的温度分布和温差板值比现行规范与实际更接近，以此为基础计算出来的温度应力更准确。关键词：桥梁工程；温度场；有限单元法；瞬态热传导中图分类号：U448．33+．5文献标识码：A文章编号：1002—0268(2011)10—0065—05SimulationofTemperatureFieldofConcreteBox—girderBridgeWULiuzheng(SiehuanHighwayEngineering

3、ConsultationandSupervisionCompany，ChengduSichuan610041，China)Abstract：Inordertoaccuratelysimulatethedistributionoftemperaturefieldofconcretebox—girderbridge，theleadingfactorswhichinfluencethetemperaturefieldofthebridgewereanalyzedindetail，andthesefactor

4、sweretransformedintotheboundaryconditionofheattransferappliedtothebridgestructure．Then，thefiniteelementanalysisoftransientheattransferwasperformedtoobtainthebridgetemperaturefieldatrandomtime．Acalculationexampleshowsthatthedistribution-oftemperatureandt

5、heextremumoftemperaturedifferencegotbythismethodareclosertotherealitythantheresultgotbypresentspecification，andthermalstressbasedonthismethodismoreexact．Keywords：bridgeengineering；temperaturefield；finiteelementmethod；transientheattransfer0引言温度效应对桥梁结构的危害

6、早已引起人们的关注，而人们至今无法对温度引起的效应进行精确的分析，其中最主要的原因就是影响因素过多的桥梁温度场难以确定。迄今为止，人们对混凝土桥梁温度场已经进行了一些研究。文献[1]分析了桥梁结构温度场的主要影响因素，用解析的方法求得了以矩阵形式表示的温度函数；文献[2]中总结了利用有限元计算结构温度场的方法，并指出了温度场研究的发展趋势；文献[3]根据现场实测的数据，总结出温度场的一维表达式，并将研究成果写入《铁路桥涵设计规范》(JBJ2—85)，《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土设计规范》(TBl

7、0002．3—2005)继续沿用这一计算方法。而实际工程中，特别是对于大跨度桥梁，由于其自身所处的环境不同，温度场可能与规范中规定的一维表达式差别较大。所以，对于温度对结构影响较大的大跨度桥梁，精确模拟温度场是有必要的。如今，随着大型有限元软件的发展，使得有限元分析中，可以尽可能多地考虑温度场的影响因素，使温度场的精确分析成为可能。本文以文献[1]中提出的桥梁温度场的主要影响因素为依据，利用有限元分析软件ANSYS，对桥梁结构温度场的精确模拟作一次尝试。收稿日期：201l—Ol一08作者简介：吴六政(

8、1966一)男，四川成都入，高级工程师，硕士．(546720855@qq．corn)公路交通科技第28卷1桥梁结构温度场的主要影响因素1．4文献[1]中已提出这些因素，并给出了它们的表达式。而在有限元分析时，有些表达式不能直接运用，所以本文结合近几年来的研究成果，对这些表达式进行转换，使其能运用于有限元计算。1．1太阳直接辐射水平面接受太阳直接辐射的能量I，。为I41：Jh=儿瞪，(1)式中，厶为太阳常数；y为地一日变化修正值；P2为大气透明系数；m为光