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《基于ansys的混凝土箱梁瀝青攤鋪時(shí)溫度場的研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于ANSYS的混凝土箱梁瀝青攤鋪時(shí)溫度場的研究摘要：針對混凝土箱梁瀝青攤鋪時(shí)溫度場的分布，本文計(jì)算并分析了箱梁瞬態(tài)溫度場，將這些思想與方法應(yīng)用于箱梁橋的設(shè)計(jì)中，是可以減少箱梁結(jié)構(gòu)的裂縫。Abstract：Forthetemperaturefielddistributionintheasphaltpavingoftheconcreteboxgirder,thispapercalculatedandanalyzedboxgirdertransienttemperaturefield.Theseideasandmethodsusedinthedesi
2、gnofboxgirderbridges,theboxgirderstructurecrackcanbereduced.關(guān)鍵詞：溫度場；攤鋪瀝青；邊界條件；箱梁Keywords:temperaturefield；pavingasphalt；boundaryconditions；boxgirder中圖分類號：U448.25文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311(2015)05-0133-020引言在橋梁結(jié)構(gòu)調(diào)平層施工完成后，其表面狀況一般比較好，當(dāng)時(shí)看不出什么問題，但是在上面攤鋪瀝青之后，就會發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的調(diào)平層存在一些問題，其中常見的有主梁頂
3、板、腹板、翼板等位置出現(xiàn)不同程度的裂縫。對于出現(xiàn)上述問題的原因，目前仍沒有形成比較一致的答案，有的認(rèn)為是橋梁施工質(zhì)量不合格所導(dǎo)致，有的認(rèn)為是瀝青混凝土攤鋪時(shí)，溫度控制不好，引起的不良反應(yīng)所導(dǎo)致?；谏鲜龇制?，本文主要從瀝青混凝土高溫?cái)備伒慕嵌热胧址治觯耘宄?dǎo)致箱梁結(jié)構(gòu)裂縫的具體原因。1攤鋪瀝青時(shí)砼箱梁溫度場分析的邊界條件溫度場問題歸結(jié)為求解Founer方程，對于混凝土箱梁來說，需要具備非線性的邊界條件和瞬態(tài)性質(zhì)，從相關(guān)的分析研究經(jīng)驗(yàn)來看，這種方程在求解過程中，會遇到較多的問題，求解難度較大。一般要避免使用解析法，而使用數(shù)值方法進(jìn)行計(jì)算求解，可
4、以相對降低難度。因此，本文在計(jì)算過程中使用有限元法求解瞬態(tài)溫度場問題。要對瀝青攤鋪溫度場進(jìn)行分析，關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是要建立起合適的箱梁溫度場邊界條件，要對相關(guān)參數(shù)和條件進(jìn)行合理的假定，在經(jīng)過分析驗(yàn)證之后可以按照相關(guān)的假定條件進(jìn)行研究。1.1自然界混凝土箱梁與外界進(jìn)行熱交換的主要方式第一，太陽輻射：太陽輻射屬于短波輻射，其產(chǎn)生作用的方式主要有如下幾種：直接輻射、天空散射和地面反射，在這三種福射作用下，混凝土的表面會吸收部分太陽輻射的能量。第二，混凝土與周圍環(huán)境的輻射進(jìn)行熱交換，這種輻射屬于長波輻射，從理論上來說，只要是溫度高于絕對零度的物體都可以對外產(chǎn)生
5、熱輻射，混凝土在向外界不斷輻射的同時(shí)，還可以持續(xù)的吸收地表、大氣以及周圍物體的熱輻射，這樣就在一定程度上實(shí)現(xiàn)了熱輻射的交換。第三，對流換熱:根據(jù)對流換熱的基本原理，如果物體的表面溫度和所處環(huán)境之間的空氣流體存在一定的溫差，則在流體不斷運(yùn)動過程中，物體的表面和流體之間就會產(chǎn)生熱交換，這就是所謂的對流換熱。第四，接觸傳熱：箱梁頂板和瀝青混凝土之間的接觸熱，是接觸傳熱的主要因素。1.2計(jì)算假定在實(shí)際建筑工程中，橋梁結(jié)構(gòu)一般長度不會太大，其在地理經(jīng)緯度上可以視為一個(gè)點(diǎn)，因此，可以認(rèn)為橋梁上的不同位置受到的太陽輻射不存在差別，從理論上來說，箱梁在縱向是沒有
6、熱傳導(dǎo)過程的，因此，箱梁的溫度場問題在這種特定的情形下，能夠筒化為二維非穩(wěn)態(tài)溫度場問題。1.2.1箱梁內(nèi)部表面邊界條件的計(jì)算假定在對箱梁內(nèi)部表面邊界條件進(jìn)行計(jì)算假定時(shí)，其表面綜合熱交換系數(shù)，可以取箱外底板表面的綜合熱交換近似系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。在考慮對流和輻射綜合作用時(shí)，要參考綜合熱交換系數(shù)，通過計(jì)算得到，綜合熱交換系數(shù)的變化約為9%。通常而言，在一天當(dāng)中，橋梁不同位置的綜合熱交換系數(shù)，發(fā)生的偏離范圍不超過其平均值的變化幅度的15%，并且綜合熱交換系數(shù)變化50%,對溫度的計(jì)算結(jié)果影響也不會很大，通常不會超過1°C。所以，在本文的分析中，假定箱內(nèi)表面綜合
7、熱交換系數(shù)近似取箱外底板表面的綜合熱交換系數(shù)的這種方法是完全可行的。1.2.2懸臂板下表面和變截面箱梁底面的近似假定箱梁頂板表面的溫度和箱梁底板表面的溫度都是實(shí)測的，把頂板和底板實(shí)測出來的數(shù)據(jù)，通過處理，各取一個(gè)平均值作為頂板和鹿板表面的溫度值，外側(cè)腹板表面的溫度因?yàn)楹偷装宓暮芟嘟?，所以就取地板表面的溫度值?.2.3箱梁頂板攤鋪瀝青邊界條件的假定開始攤鋪瀝青混凝土?xí)r，高溫瀝青混凝土從攤鋪機(jī)里攤鋪成層狀，然后經(jīng)過壓路機(jī)碾壓才成為橋梁的鋪裝層。瀝青層的溫度取從攤鋪機(jī)出來的那一時(shí)刻的實(shí)測溫度，這時(shí)高溫瀝青混凝土就要向四周進(jìn)行熱量交換和傳遞。本文只考慮
8、與空氣的對流熱交換，還有與箱梁頂板的接觸熱交換。忽略與箱梁頂面的熱輻射交換。2ANSYS中進(jìn)行混凝土箱梁溫度場的分析在ANSYS12.0
