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斜拉桥大体积混凝土构件水化热温度效应研究

作　者: 纪俊杰
导　师: 胡峰强
学　校: 南昌大学
专　业: 结构工程
关键词: 大跨度斜拉桥承台索塔箱梁温度效应有限元仿真计算
分类号: U441.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着我国交通事业的高速发展,大跨度混凝土桥梁大量修建,在桥梁施工过程中变暴露出了许多问题,其中温度应力引起的温度裂缝问题尤为突出,因此,大跨度预应力混凝土桥梁的温度场分布及其引起的温度效应被广大桥梁研究工作者的重视。本文以九江长江大桥为工程背景,具体分析南塔承台、南北索塔下塔柱、南塔下横梁、混凝土箱梁的温度场及温度应力情况,主要工作有：(1)根据实际工程中得出的各项水化热计算参数,采用MIDAS分析软件建立承台浇筑过程中的水化热温度场仿真计算模型,将计算结果与实测数据做对比,分析当前工程中大桥承台的温度控制情况,通过计算分析管径、管距等参数对冷却水管降温效果的影响。(2)建立南北索塔下塔柱及南塔下横梁的水化热温度场仿真计算模型,计算得出这些结构在浇筑过程中的水化热温度场的温度效应,找出温度应力较大的危险截面,对施工方法提出建议。(3)建立混凝土箱梁的水化热温度场仿真计算模型,考虑在不同内箱对流系数影响下对箱梁温度应力的影响,通过与实测数据的对比,得出当前工况的、温度效应分析,为优化施工,分别考虑一次浇筑15m,分2次浇筑15m每次浇筑7.5m,一次浇筑15m但先浇筑底板腹板风嘴,10天后浇筑顶板,三种工况下混凝土箱梁的应力情况,与前工况进行比对找出最佳工况。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章绪论  9-15
  1.1 本课题的研究背景与意义  9
  1.2 国内外的研究现状  9-13
    1.2.1 国外的研究现状  9-11
    1.2.2 国内研究现状  11-13
  1.3 本文研究内容  13-15
    1.3.1 本课题来源  13
    1.3.2 研究的主要内容  13-14
    1.3.3 章节的划分  14-15
第二章温度场的有限元理论分析  15-24
  2.1 热传导理论简述  15-17
  2.2 边界条件  17-18
  2.3 混凝土水化热理论  18-23
    2.3.1 混凝土结构的水化热  18
    2.3.2 水化热计算中的重要参数  18-22
    2.3.3 对流系数  22-23
    2.3.4 冷却水管对流系数  23
  2.4 本章小结  23-24
第三章承台混凝土的温度场计算及温度控制  24-48
  3.1 概述  24-27
    3.1.1 承台混凝土浇筑施工方案  25-26
    3.1.2 冷却水管布置  26-27
  3.2 实测数据的采集及分析  27-31
    3.2.1 温度数据采集元件  27-28
    3.2.2 测点的布置  28
    3.2.3 数据的采集时间  28-29
    3.2.4 实测数据  29-30
    3.2.5 数据分析  30-31
  3.3 承台混凝土理论计算  31-46
    3.3.1 环境温度  31-32
    3.3.2 计算参数  32
    3.3.3 计算模型及工况的布置  32-33
    3.3.4 计算结果  33-37
    3.3.5 计算结果分析  37-40
    3.3.6 实测值与理论值对比与分析  40-42
    3.3.7 管冷参数分析  42-45
    3.3.8 对承台施工的建议  45-46
  3.4 本章小结  46-48
第四章索塔温度场及温度应力分析  48-68
  4.1 概述  48-50
    4.1.1 工程背景  48-49
    4.1.2 索塔混凝土的特点  49
    4.1.3 水化热参数  49-50
  4.2 北塔下塔柱温度效应分析  50-59
    4.2.1 计算结果  50-59
    4.2.3 北塔下塔柱的施工温控建议  59
  4.3 南塔下塔柱温度效应分析  59-61
    4.3.1 计算结果  60-61
  4.4 南索塔下横梁段混凝土应力计算  61-67
    4.4.1 计算结果  62-67
  4.5 本章小结  67-68
第五章箱梁温度效应有限元分析  68-120
  5.1 箱梁概况  68-70
    5.1.1 施工方式  69
    5.1.2 箱梁混凝土浇筑要点  69
    5.1.3 箱梁混凝土各项参数  69-70
  5.2 箱梁水化热温度场实测数据及分析  70-75
    5.2.1 各个测点的温度值  70-74
    5.2.2 混凝土箱梁水化热温度实测数据分析  74-75
  5.3 实体模型建立及有限元单元划分  75-87
    5.3.1 箱梁温度场分析  76-80
    5.3.2 计算值与实测值比较与分析  80-83
    5.3.3 箱梁应力分析  83-87
  5.4 三种不同工况下温度应力  87-103
    5.4.1 工况1的温度应力分析  88-93
    5.4.2 工况2的温度应力分析  93-96
    5.4.3 工况3温度应力分析  96-103
  5.5 箱梁混凝土水化热计算参数分析  103-118
    5.5.1 对流系数  103-104
    5.5.2 箱梁的边界条件中对内腔边界条件的处理  104-111
    5.5.3 箱梁混凝土温度场及应力的影响因素  111-115
    5.5.4 在不同浇筑温度和环境温度的组合下箱梁应力峰值的情况  115-118
  5.6 本章小结  118-120
第六章结论与展望  120-122
  6.1 结论  120-121
  6.2 展望  121-122
致谢  122-123
参考文献  123-124

斜拉桥大体积混凝土构件水化热温度效应研究

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