預應力混凝土箱梁橋溫度場及溫度應力的分析與研究.pdf

1、溫度應力是引起預應力混凝土箱梁橋開裂的重要原因之一，其中以日照作用產生的溫度荷載影響最大，也最難分析計算。迄今為止，各國規(guī)范在溫度梯度模式的選取上存在較大分歧，我國鐵路、公路橋規(guī)的溫度梯度曲線也完全不同。 本文通過一系列的天文學公式來模擬箱梁外邊界受太陽輻射作用，以正弦函數模擬氣溫日變化過程，假定內部空氣完全透射，運用奧本海默網絡分析法計算箱內混凝土邊界間的輻射換熱，并綜合考慮了內外邊界面與周圍空氣間的對流、輻射換熱，從Four

2、ier導熱方程出發(fā)，以泛函變分法推導建立了箱梁溫度場計算的二維有限元數學模型并提出了利用原有單元網格以有限元方法計算縱、橫向溫度自應力的思路與方法。結合大量參考文獻，對邊界換熱系數、混凝土的導熱系數等參數作了一些研究。 在上述理論模型的基礎上，用FORTRAN語言編制了通用有限元程序。該程序具備一定的前后處理功能，能夠考慮地理經緯度、橋梁方位角和風速等因素，分析任意形狀和尺寸的單箱單室截面任意時刻的二維日照溫度場和溫度應力的分布

3、情況。用該程序計算一黃河鐵路連續(xù)梁橋主跨1/4截面的溫度場，其結果與監(jiān)控實測值吻合較好。同時，計算結果也表明溫度應力值是相當大的，必須引起重視。 以所編制的程序為工具，分析了橋梁走向、截面翼緣長度、腹板高度及混凝土導熱系數和風速等因素對截面溫度效應的影響。由此提出：在設計過程中，對于翼緣較長的公路橋梁，可以不考慮截面的橫向傳熱；而對于鐵路箱梁，特別是當其接近東西走向時，應適當考慮橫向溫差。新公路橋規(guī)折線模式的溫差曲線是較符合實際