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摘要:为了准确确定钢桥面铺装层的使用温度条件,在分析钢桥面铺装温度场影响因素的基础上,结合钢箱梁桥梁段构造特点,确定了钢桥面铺装温度场的边界条件.并以热传导定律为基础,采用Abaqus有限元软件建立了含钢箱梁的桥面铺装层温度场分析模型,采用多个特征日温度条件参数,对钢桥面铺装表面、高弹改性沥青混合料SMA10与浇注式沥青混合料GA10层间、钢桥面顶板温度场变化规律进行了分析,结果表明:钢桥面铺装层使用温度区间为-10 ~70℃,具有夏季使用温度高、高温作用时间长的特点,使用温度超过50℃的持续时间可达13 h以上;在不同气候环境下,钢桥面铺装层不同深度处最高温度的滞后现象不明显,同时刘的最高温差仅为4.4℃,但SMA表面与钢箱梁内部空气最大温差可达20.3℃,与环境最大温差可达30.7℃.此外,建立了关于太阳辐射强度、环境温度与钢桥面铺装层使用温度的计算模型.计算模型回归分析结果表明:太阳辐射强度对不同层位温度差影响较大,且影响程度高于环境温度.最后,结合现场监测数据,对计算模型进行了验证与修正,确定系数b的取值为1.358,并对系数a进行了修正,使计算模型趋于简化,更为准确.
摘要:钢桥面沥青铺装的大量运用,在高温沥青铺装过程以及后续使用过程中,都会有温度的影响.在研究温度影响的时候,要先计算温度场分布,而在计算温度场的时候,为了考虑位于钢桥表面和沥青铺装之间MMA防水层的热阻效应,需要一个热阻值.本文基于实桥实测结果,运用有限元分析方法,经过多次试算,确定2 mm MMA防水层热阻值为0.017 m 2·K/W,为以后计算钢结构桥梁温度力学影响提供参考.
[硕士论文] 郑胜
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着钢结构桥梁的大力发展,浇筑式沥青混凝土在钢桥面铺装工程中得到了广泛的运用。但随之而来的是因高温铺装形成的温度效应而引发的结构不平衡变形问题。本文通过实桥温度测试,依据现场实测温度和有限元分析方法,计算研究在高温沥青摊铺过程中钢箱梁的热传递过程,分析摊铺温度场,并重点分析了在沥青施工过程中连续钢箱梁的支座反力、位移变化,提出通过在一定范围增加防水层厚度、降低沥青摊铺温度的方式来达到降低高温沥青铺装施工对钢箱梁影响的目的,并且通过计算验证了此方法的可行性。
  首先,通过查阅大量文献,了解了传热学基本原理,并结合国内外温度场研究成果,明确了高温沥青铺装过程中桥梁结构的热传导机理。其次,本文选取了在高温沥青施工过程中的重庆某大桥作为实验对象,对在沥青施工过程中钢箱梁进行了长时间的温度观测。从实验结果可以看出,在高温沥青铺装后,温度在半个小时左右到达最高温度,然后逐渐下降,下降一段时间后,温度下降速率逐渐变小,这个主要是因为在施工当天,天气晴朗,太阳热辐射强度较大,在铺装温度逐渐散失的时候,又因为太阳辐射的热量补充,使得温度下降速率变得慢了下来。
  然后,在调研研究、以及实验测试的基础上,运用Abaqus有限元分析软件,进行热传递分析,通过设置热传导分析步和热传递单元,对整个高温沥青摊铺过程进行模拟,计算在摊铺过程中桥梁结构温度的上升下降过程。并且将结果和实际测试结果进行比对,对有限元分析的正确性以及热边界条件的合理性进行验证。在此基础上,对温度场计算的影响参数进行对比分析,分析了在可能的设计、施工环境下各种因素对温度场的影响。
  最后,在前述基础上,结合现有工程实际,针对连续钢箱梁,对常见的铺装设计、施工方式的全梁温度场进行计算,然后利用温度场分析数据结果对桥梁结构的力学响应进行计算。其中,根据铺装方式,分析了全幅摊铺和分幅摊铺的影响,对每种铺装方式,又分别分析了温度最不利因素组合和参数调整优化组合。得出在不同情况下桥梁结构的力学响应,主要是Von Mises应力、支座水平反力以及位移。经过计算,在最不利组合情况下,应力最高(分幅铺装施工方式)为253Mpa,支座水平反力350t,但是在影响参数调整以后,应力值、支座反力值都下降到容许值内,说明了优化调整方案的合理可取性,以期给桥梁支座设计选型、沥青摊铺设计提供参考。
摘要:根据莫桑比克马普托大桥结构条件参数及桥面铺装初步设计方案,采用Abaqus有限元软件,建立钢桥面铺装局部分析模型,确定桥面系最不利荷位,并对不同工况条件下钢桥面铺装层横、纵向最大拉应变、最大纵向变形、最大剪应力等进行计算分析.结果表明,马普托大桥钢桥面最不利荷位位于跨中区域,钢桥面铺装最大拉应变达到834×10-6,最大剪应力达到0.769 MPa.
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