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《大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋的溫度效應(yīng)分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋的溫度效應(yīng)分析-->第一章緒論1.1引言隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，交通建設(shè)事業(yè)發(fā)展迅猛，特別是橋梁建設(shè)取得了飛速發(fā)展和輝煌成就。同時隨著橋梁設(shè)計理論和施工工藝逐漸提高，橋梁結(jié)構(gòu)逐漸向大跨、輕型、薄壁、高墩方向發(fā)展，各種橫跨山川、江河、湖海、峽谷并且功能齊全和造型美觀的大跨徑橋梁如雨后春筍般建成，經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，我國大跨徑橋梁的建筑速度和規(guī)模已躋身世界先進水平。而大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋以其較為合理的懸臂施工工藝、跨越能力大、受力合理、整體性好、造型美觀、行車平順等優(yōu)點，在我國受到廣泛應(yīng)用。然而自然環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)長期在自然
2、界氣溫變化、太陽輻射、風(fēng)霜雨雪等天氣變化的影響下，不可避免地受到日照溫度、驟然降溫和年溫變化等溫度變化。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，近20年國內(nèi)外建成的大跨徑梁橋結(jié)構(gòu)中，大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋，特別是大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋中，溫度作用產(chǎn)生的應(yīng)力和變形不可小視，混凝土箱梁在溫度作用下產(chǎn)生的應(yīng)力和變形直接影響到結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性，越來越引起國內(nèi)外學(xué)者的研究和重視。近50年來國內(nèi)外都發(fā)現(xiàn)由于溫度應(yīng)力導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重開裂和破損的事故。例如在國外，德國Jagst厚腹板箱梁橋通車第五年就發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重裂縫，經(jīng)估算溫度拉應(yīng)力高達2.6MPa；通過對美國Champigny箱梁橋支座反力觀測，經(jīng)
3、計算底板下翼緣應(yīng)力最大可達3.92MPa；以及由于日照大溫差影響，新西蘭一座新市場高架橋嚴(yán)重裂損。在國內(nèi)，九江長江大橋引橋40米箱梁、通惠河連續(xù)箱梁、漓江二橋箱梁等也都發(fā)生了裂縫[1]。還有一些工程實例告訴我們，溫度作用產(chǎn)生的局部應(yīng)力已經(jīng)與恒載、活載產(chǎn)生的應(yīng)力屬同一個數(shù)量級，甚至比營運期間汽車荷載產(chǎn)生的應(yīng)力還要大，溫度應(yīng)力已經(jīng)成為是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的主要原因之一，因此在橋梁設(shè)計計算和施工營運階段均需重視溫度效應(yīng)的影響。研究大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋的溫度荷載的分布和計算方法，以及研究連續(xù)剛構(gòu)橋在溫度荷載作用下的內(nèi)力、應(yīng)力和變形分布規(guī)律是非常有必要的。本文以蘇通大橋輔航
4、道橋為研究對象，對其溫度效應(yīng)進行研究和分析。.....1.2大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋的特點和發(fā)展概況剛構(gòu)橋是指橋跨結(jié)構(gòu)（主梁）和墩臺整體相連的橋梁，連續(xù)剛構(gòu)橋是指主梁連續(xù)的多跨剛構(gòu)橋，是在預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁和T形剛構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種墩梁固結(jié)的組合體系橋梁。連續(xù)剛構(gòu)橋利用橋墩的柔性（薄壁或高墩）來適應(yīng)由預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮徐變和溫度變化等引起的結(jié)構(gòu)變形，而上部主梁仍主要保持連續(xù)梁的特性，體現(xiàn)出來T形剛構(gòu)和連續(xù)梁的優(yōu)點同時避免其不足之處，因此是一種非常理想的橋型，連續(xù)剛構(gòu)橋的主要特點為[2]：（1）至少兩個以上主墩采用墩梁固結(jié)，主墩有一定柔度適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)的縱向變形。（2）通常主
5、梁截面采用變截面，并采用懸臂掛籃施工，施工過程無體系轉(zhuǎn)換，從而避免更換支座。（3）除了混凝土收縮徐變和溫度變化對上部結(jié)構(gòu)受力的影響不同，上部結(jié)構(gòu)在受力方面和連續(xù)梁一樣，橋墩的柔度使其所受彎矩減少，而墩梁固結(jié)處的力學(xué)特性與剛架類似；由于連續(xù)剛構(gòu)橋為多次超靜定體系，混凝土收縮徐變、溫度變化以及墩臺不均勻沉降等會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生比較大的附加內(nèi)力。（4）邊跨橋墩高度比主墩矮，相對剛度較小，起不到擺動作用，為滿足上部結(jié)構(gòu)變形的需要，可以通過將邊跨墩梁做成鉸結(jié)連接或設(shè)置支座，或在墩底設(shè)置彈性支承，進而減小上部結(jié)構(gòu)或地基對橋墩的約束，達到降低橋墩自身剛度的目的。（5）伸縮縫的位置設(shè)置在連續(xù)
6、梁的兩端，一般設(shè)置在橋臺位置處，對于長橋可以設(shè)置在鉸接縫處；并且較大的縱橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度能滿足大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋的受力要求。.......第二章混凝土橋梁的溫度效應(yīng)理論2.1概述長期暴露在自然環(huán)境中的大跨徑箱梁和空心薄壁高墩，在受到太陽輻射、冷空氣以及風(fēng)霜雨雪等氣候變化的影響，結(jié)構(gòu)表面溫度迅速變化，而結(jié)構(gòu)內(nèi)部大部分區(qū)域溫度仍保持不變。因此橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會產(chǎn)生不均勻分布的溫度場，并導(dǎo)致熱脹冷縮變形，但這種膨脹和收縮由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部各部分之間的相互約束和邊界條件的限制，不能夠立刻發(fā)生，這時就會在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生一種約束應(yīng)力，即溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力分為溫度自應(yīng)力和溫度次應(yīng)力。
7、溫度自應(yīng)力也稱為內(nèi)約束應(yīng)力，是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件單元纖維之間的溫度不同，因截面整體要服從平截面假定，結(jié)構(gòu)內(nèi)部各縱向纖維的應(yīng)變受到截面整體的相互約束所產(chǎn)生的自相平衡的縱向約束應(yīng)力；溫度次應(yīng)力也稱為外約束應(yīng)力，是指由于結(jié)構(gòu)體系內(nèi)部各構(gòu)件之間的溫度不同，各構(gòu)件產(chǎn)生的不同變形受到結(jié)構(gòu)外支承約束阻礙時所產(chǎn)生的溫度二次力。線性溫度分布在靜定體系和超靜定體系中都不會產(chǎn)生溫度自應(yīng)力；非線性溫度分布在靜定結(jié)構(gòu)中只產(chǎn)生溫度自應(yīng)力，在超靜定體系中還會產(chǎn)生由多余約束引起的溫度次應(yīng)力。溫度應(yīng)力的研究最早以年溫度變化產(chǎn)生的均勻溫度分布為依據(jù)，然而隨著橋梁結(jié)構(gòu)理論的研究與
