您好,欢迎来到意榕旅游网。
搜索
您的当前位置:首页预应力混凝土箱型梁桥温度效应分析

预应力混凝土箱型梁桥温度效应分析

来源:意榕旅游网
2015年第2期 黑龙江交通科技 HE LLONGJIANG JIAOTONG KEJI No.2,2015 (总第252期) (Sum No.252) 预应力混凝土箱型梁桥温度效应分析 乔阳 (河北省交通规划设计院试验检测室) 摘要:根据桥梁结构整体升降温及日照和寒潮梁截面横向不均匀温度梯度,对某城际铁路三跨连续梁特大 桥进行温度效应计算,得出梁截面横向不均匀温度对结构应力和变形影响较大,设计和施工时均应特别 注意。 关键词:温度效应分析;桥梁工程;混凝土箱梁桥 中图分类号:U442 1前言 文献标识码:C 文章编号:1008—3383(2015)02—0114—02 对于混凝土工程结构来讲,由于自然环境条件变化所产 生的温度作用,一般可以分为三种类型,即:日照温度变化、 骤然降温温度变化、年温温度变化。以上的几种温度作用, 都是自然环境条件变化混凝土自身特性所造成的,是人们难 以消除的。理论分析及实验研究表明:在大跨预应力混凝土 箱梁桥特别是超静定结构体系中,温差应力可以达到甚至超 过活载产生的应力,已被认为是预应力混凝土桥梁结构产生 裂缝的主要原因之一,因此有必要对这些荷载进行计算分 析。桥梁工程结构由于日照、骤然降温、年温变化、水化热等 产生的温度作用,桥梁工程结构由于日照、骤然降温、年温变 图3 Midas Civil有限元模型图 3温度作用下主梁的内力和变形分析 3.I 结构整体升降温对结构内力和变形的影响 根据设计文件,考虑整体升温2O℃和整体降温15 C两 种情况,全桥进行空间有限元分析。图4一图6为整体升温 和整体降温作用下结构的内力和位移计算结果。 化、水化热等产生的温度作用,其不同特点可见表1一表2。 所以桥梁结构设计、施工监控时,必须对温度作用进行详细 分析,本文结合某城际铁路一座三跨57 m+100 lltf+57 m连 续梁桥对温度效应进行分析。 表1不同温度模式对比表 圈4整体升温和整体降温作用下主梁位移 2工程背景 本文工程背景为某城际铁路一座预应力混凝土连续梁, 桥梁跨径组合为:57 m+100 m+57 m,全长215.3 m,桥梁结 构单箱单室混凝土连续梁桥。桥梁布置图如图1所示。对 该桥计算分析采用Madis/Civil有限元软件,建立空间模型 模拟。全桥离散单位130个,节点131个。主要计算截面如 图2所示,空间有限元模型如图3所示。 图5整体升温和整体降温作用下主梁上缘应力 图1桥梁布置图 边 踌 - 中 中 截 面 图2主要计算截面 图6整体升温和整体降温作用下主梁下缘应力 收稿日期:2014—11一O9 作者简介:乔阳(1982一),研究方向:桥梁结构承载能力检测评定。 ・1l4・ 第2期 乔阳:预应力混凝土箱型梁桥温度效应分析 总第252期 由图4一图6可以看出,箱梁结构整体升温20℃,除支 分受压,其余均受拉。最大拉应力3.92 MPa。寒潮温度作 点截面附近外,主梁中跨和边跨均表现为上拱,但中跨上拱 用下,主要在结构下缘产生较大拉应力。左右侧上下缘应力 值较大,跨中上拱最大值达到2.5 mm,边跨上拱最大值为 一致,和寒潮作用模式相应,梁截面温度上下左右均对称分 0.2 mm;整体降温15℃,除支点截面附近外,中跨和边跨均 布,所以主梁截面应力一致。 表现为下挠,中跨跨中下挠最大值达到一2.0 toni,边跨下挠 最大值为一0.2 mm。整体升温20℃和降温15℃所产生的 箱梁截面应力较小,上缘应力最大值为0.24 MPa(升 温20℃),发生在跨中截面,下缘应力最大值为一0.39 MPa (升温20 ),发生在跨中截面;箱梁上下缘应力变化情况 相反。 综上所述,整体升降温作用引起的结构应力、挠度均较 小,对结构基本没有太大影响;但在整体升降温作用下,桥梁 所产生的挠度施工监控也应适当考虑。 3.2 日照和寒潮不均匀温度梯度作用下结构的内力和位移 变化 专 图1O寒潮作用下主梁上缘应力 该桥横向计算考虑日照和寒潮两种情况,日照和寒潮两 种温度模式考虑梁体外部和内部的温度差,梁体顶底板、腹 板按相应非线性温度梯度考虑。El照和寒潮计算模式如图 7所示。图8一图l2为日照和寒潮作用下结构的内力和位 移计算结果。 寒潮 0℃ 至万 0℃ 图7温度横向作用日照和寒潮计算模式 图l1 寒潮作用下主梁下缘应力 圈8 日照作用下主梁上缘应力 图12 日照和寒潮作用下主梁位移 从图12可以看出,日照和寒潮模式作用下,挠度变化规律一 致。边跨E挠,中跨下挠,日照作用下桥梁结构位移大于寒潮作 用。El照作用下边跨最大位移3.40 n'lln,中跨最大位移6.24 nm'l。 两种情况下,边跨位移最大差值为1.55 n'll'n,中跨最大位移差值为 2.I1嘲。 4小结 (1)整体升降温作用下结构产生的应力和挠度较小,对 结构影响较小; (2)在日照和寒潮作用下,日照作用下产生较大的挠度 图9 日照作用下主梁下缘应力 6.24 mm,在设计和施工监控时应注意考虑,保证结构标高 平顺,符合设计线形; 从图8一图12可以看出,在日照作用下主梁截面左右 (3)在考虑主梁截面日照和寒潮不均匀温度模式时,日 侧变化规律基本一致。在日照模式作用下,边跨范围内主梁 照侧,箱梁上下缘主要受压,应力值较小,对结构影响不大; 右侧上缘应力受拉,最大0.83 MPa,中跨范围内主要受压。 在寒潮对称温度作用下,箱梁下缘产生较大拉应力 最大压应力一0.35 MPa,左侧上缘全范围内受压,最大压应 3.92 MPa,在设计时应全面考虑,避免结构抗拉强度不够而 力一1.95 MPa。左侧上缘应力均大于右侧上缘应力,最大差 早期开裂,特别是温差进一步增大,则应慎重考虑。 值1.67 MPa。对于下缘应力,左侧除跨中30 m范围内受 参考文献: 拉,其余受压,最大拉应力0.61 MPa,最大压应力 [1]雷俊卿.大跨度桥梁结构理论与应用[M].北京:清华大学出 一3。03 MPa。右侧边跨部分受拉,部分受压,中跨基本全范围 版社,2007. 受拉,最大拉应力发生在跨中2.44 MPa,最小压应力在边跨 [2]刘兴法.混凝土结构的温度应力分析[M].北京:人民交通出 支点处,为一1.20 MPa。左侧下缘应力均大于右侧下缘应 版社。1991. 力,最大差值1.83 MPa。左侧上下缘应力均比右侧大,与横 [3] 中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范(yrG I]6O 一向温度分布有关,左侧温度为1O qC,右侧为5℃,结构在左 2Oo4)[s].北京:人民交通出版社,2004. 侧引起了较大的压应力。 [4] 中华人民共和国行业标准.铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混 凝土结构设计规范(TBIO002.3—2005)[S].北京:中国铁道 从图1O一图11可以看出在寒潮作用下主梁左右侧上 出版社,2005. 下缘应力值基本一致。上缘应力全范围受压,最大压应力发 [5] 范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社, 生在中跨跨中,为一0.63 MPa。下缘应力处桥墩左右两侧部 1999. ・1l5・ 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- yrrf.cn 版权所有 赣ICP备2024042794号-2

违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务