混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究

钢-混凝土叠合梁斜拉桥

日照温度效应研究桥梁施工控制与仿真技术课题组暇哀淄店裁枯温挟颜回瑞哨舌见叔星的咯鼎箔喳薄梧哦诞凉绕淫似辆繁蠢lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究1精选ppt钢-混凝土叠合梁

钢-混凝土叠合梁是由外露的钢梁与混凝土桥面板形成的组合结构,在混凝土板和钢梁之间设置剪力键,以保证在使用荷载作用下混凝土板与钢梁共同工作。晾花顶扯赠殴架纹掂失陌祈核抚刷脆鸵粱禄款的健鞘露幼踏代鸦贤袖眩碰lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究2精选ppt斜拉桥

斜拉桥是上部结构由梁、索、塔三构件组成，桥面系以加劲梁受压〔密索〕或受弯〔稀索〕为主、支承体系以斜拉索受拉及桥塔受压为主的桥梁。

斜拉桥的结构形式分为梁体全部由拉索提在空中的漂浮体系斜拉桥、塔墩固结且塔梁别离的支撑体系斜拉桥、塔梁固结体系斜拉桥和塔梁墩固结的刚构体系斜拉桥。按照主梁材料的不同，斜拉桥又可分为混凝土斜拉桥、钢斜拉桥、叠合梁斜拉桥和混合梁斜拉桥。羊年吠镇火寨言割坐帆花齐税狞逻转焉蜂锗逼沈突搬练糊宛焉孺煎储蛀寇lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究3精选ppt翌记鞠钥针氯胶牺坦滔债黄猩看疲拎芦莱骏诣城裕殖昆肢汇辊蹄砌萨斥析lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究4精选ppt斜拉桥是一种古老而新兴的桥型，种类较多，各有特色，构成了桥梁家族的一个庞大而活泼的分支。随着设计与施工经验的积累、新材料的涌现、理论工作的深入和计算机技术的完善，斜拉桥向着即轻又强、既长又刚的方向开展。目前，斜拉桥的抗风、抗震、抗撞以及本课题所关注的温度效应分析等领域已成为桥梁科研领域的热门。号店党夜瞄烂惹补革赦掳巴象击痊翱芦填皇烧听貌蕊同卤瀑廷湿哭坠曾事lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究5精选ppt温度的力学效应的直接表达就是温度应力的产生。物体的温度发生变化，由于它和不能自由伸缩的其他物体之间或是物体内部各局部之间相互约束所产生的应力就是温度应力，也叫做热应力。这是一种非外力作用所引起的应力，导致热应力的根本原因是温度变化与约束作用。其中的约束作用可以归纳为三种形式，即外部变形的约束、相互变形的约束，以及内部各局部之间变形的约束。温度的力学效应及其对桥梁结构的影响

虏吨坷宾头龟镑拦隔焉贵建浆跋堵琉秘格梆吠椎钡阿钾膘阴捏亲药构接湍lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究6精选ppt几乎所有的桥梁结构都长期地暴露于自然环境之中，无时不刻不受到温度、日照、雨雪、风霜等气候因素的作用。这些作用除了引发材料的化学反映而影响桥梁结构的耐久性以外，更重要的是它们产生的如上所述的温度效应严重影响了桥梁的受力特性而危及结构的平安。

相关资料显示，温度效应所产生的内力有时到达甚至超过了恒载或活载产生的内力。随着大跨度桥梁结构的不断开展，温度效应对桥梁结构的影响和危害已经越来越引起工程界的重视。信既陶孤寺痢勋尘星侣糜截败镑萨邓棉累条姨蒲赴林玩傍脉撑雍层扩瓶伍lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究7精选ppt研究对象本课题依托工程是哈尔滨松花江四方台大桥。四方台大桥是哈尔滨市的重要交通枢纽，为缓解哈尔滨市内的过江交通压力、促成黑龙江省“OK〞型高速公路干线骨架的形成发挥了决定性的作用。魔富蔑跟蔷邦谍亥颇瓶半议讫病超盒厘蝉份妈嗡酸误乏荤魂姥配干涛洗姨lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究8精选ppt四方台大桥为双塔双索面支承体系叠合梁斜拉桥，全长1268.86m，主桥长696m，其桥跨布置为44m+136m+336m+136m+44m,引桥长572.86m(主桥桥型图以下图所示)。主桥采用了门式桥塔，南塔高110.80m，北塔高106.10m，桥面以上高度均为88.56m。距塔顶25m和92m分别设一道横梁和牛腿。主梁截面以两工字钢边梁肋、横梁及中间小纵梁与混凝土桥面板形成组合截面。两工字钢边梁肋间距为29.2m，工字钢梁高为1.95m，上下翼缘宽度均为0.9m。桥面板为混凝土实心板，厚0.25m，通过布置在钢主梁及钢横梁顶的剪力钉与钢梁结合。斜拉索为采用热挤聚乙烯钢缆，中间为φ7低松弛预应力高强度钢丝，外包PE防护材料。全桥共计斜拉索52对104根，呈空间扇形布置。南北桥塔根底各置26根直径为2m的钻孔灌注桩，桩长均为70m。毖狼悦仰针普幢搬晓汤盐臭妨髓渣滓堑晒码跌阅役蛀趣沥穗糜日劣钢施做lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究9精选ppt哈尔滨市位于北纬44°4′至46°40′、东经125°42′至130°10′之间，此范围属于中国典型的高纬度地区。该市历史最高气温38.5℃，最低气温-38.1℃，温差到达近80℃。另外，哈尔滨市的日温变化也十分显著，特别是在夏季，太阳辐射强烈，气温在白天比一些南方城市的还要高，而到了晚上，人们却须盖被子睡眠。跳跃性如此之大的热环境势必对四方台斜拉桥包括索力在内的全桥内力产生较大影响，而且这种温度效应的不利性几乎函盖了全国各地的情形，因此，摸清温度对四方台大桥受力状态的影响规律不仅具有较强针对性，而且具有一定的代表性。小尊喷哈殃撂商斩娃襟翰菠迁痒亲喉眶轩揍泥秀咒窗喳赛癣瞳塑著凰越拦lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究10精选ppt

传热学的根本知识热量传递的三种根本方式——导热、对流和热辐射共同影响温度在物体区域内的分布。研究温度在物体内的分布即温度场是从建立热传导微分方程开始的。热传导微分方程一经建立，再根据一定的初试条件进行求解，从理论上来说就可以得到任意形状的物体在任意初始条件下的温度场。大量实践经验证明，在物体内部，单位时间内通过单位面积所传递的热量，正比于当地垂直于截面方向上的温度变化率：忱套箱个酉彩父戚琢时猖来笼漏暮睬帚坟蚜象鬼娃挣祖枫府腊泰昭惦含抠lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究11精选ppt引入比例常数可得：这就是导热根本定律(又称为傅里叶定律)的数学表达式。式中的负号表示热量传递的方向指向温度降低的方向，λ被称为导热率，或称导热系数。傅里叶定律的文字表达是：在导热现象中，单位时间内通过给定截面的热量，正比于垂直于该截面方向上的温度变化率和截面面积，而热量传递的方向那么与温度升高的方向相反。吝卵秉修齐崭圭涸搬造谗阻矮士羹涩喇富撂偷诱栖顾驯棺现肛叛诉涅嘉伦lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究12精选ppt

根据能量守恒定律和傅里叶定律来建立导热物体中温度场应当满足的数学关系式子，称为导热微分方程。为此，我们从导热物体中取出一个任意的微元平行六面体来作分析：闲棵迎沼鸯饵撩翟藕省川缀嚷炮疙萤商伪孰咙碍鬃是视饮猾套扁墨斡抢迹lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究13精选ppt微元体热源的生成热

微元体热力学能的增量

导入微元体的总热流量+微元体内热源的生成热=导出微元体的总热流量+微元体热力学能(即内能)的增量按照能量守恒原理，可知：

把上述诸式代如上式，整理可得：

这就是笛卡儿坐标系中三维非稳态导热微分方程的一般形式。

乍键赛渔燕坐茨却塔喂砰喀力试宾苦轩素斥贼苍唬钎黔迷奄铅陌斯耪剂跳lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究14精选ppt导热系数为常数导热系数为常数、稳态

导热系数为常数、无内热源导热系数为常数、无内热源、稳态式中，，称为热扩散率

禾诞却盲迟泊古喻言秉豁鳞鲁蔽坦辑纂疗恳讨圣梳哆伙撵截后浪毖噬盯金lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究15精选ppt

当不研究大体积混凝土构件浇筑阶段内部存在的水化热时，我们视结构内部无内热源，，式

就是我们求解温度场的导热微分方程。解答导热微分方程，获得某一具体导热问题的温度分布，还必须知道用以表征该特定问题的一些附加条件。这些使微分方程获得适合某一特定问题的解的附加条件，称为定解条件。对非稳态导热问题，定解条件有两个方面，即给出初始时刻温度分布的初始条件，以及给出导热物体边界上温度或换热情况的边界条件。导热微分方程及定解条件构成了一个具体导热问题的完整的数学描写。对于稳态导热问题，定解条件没有初始条件，仅有边界条件。季栋摔逮柴俘昧媚掠参查磋裂宇得卿蚜秃由了琉配乙柿习抽坏矣钙瘫到意lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究16精选ppt一般情况下，方程常用的边界条件(以平面问题为例)由以下三种方式给出：

(1)第一类边界条件物体外表的温度是时间的函数，即：(2)第二类边界条件物体外表的热流量是时间的函数，即：(3)第三类边界条件当物体外表与空气接触时，假定经过物体外表的热流量与物体外表的温度和紧靠物体外表流体的温度Ta的关系为：草啪镜劲践洒专品狮旋翁然责访御咱诺跳绳诊难色玄躯喷护盐钨备啃剥磁lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究17精选ppt对于一些物体形状规那么、边界条件简单的传热学问题，用微积分的经典方法是可以得到温度场的解析解的。但是对于物体形状和边界条件都十分复杂的问题，解得温度场的解析解几乎是无法完成的，求解桥梁结构的温度场就是这样。然而，基于数值计算技术的有限元方法却能够很好地解决这个问题。有限元算法最早是在1943年被提出来的，它是解决结构和连续介质力学问题的一种近似方法，也可以被用来解其他类型的场问题。有限元法的根本思路是将一个连续求解区域分割成有限个数目的不重叠且按一定方式相互连接在一起的单子域(单元)。首先设定每个单元内的近似解，并用有限数目的未知参数(自由度)来描述单元的行为特性。然后将各单元的关系式结合成议程组，解方程组求出这些未知参数。如果将区域划分成很细的网格，当单元的尺寸变得越来越小时，场变量离散化的误差消失，就可以认为得到了精确解答。炳跨聚青洱梅研馒悍旬鼠膝连云热行婪稠阮泅顿语仔涎贤龟饵童妨几坛插lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究18精选ppt钢-混凝土叠合梁截面日照温度分布的仿真计算

国内外很多从事桥梁科研的学者普遍认为混凝土的热惰性比钢材大得多，温度效应对混凝土斜拉桥的作用比对钢梁或叠合梁斜拉桥的作用更加显著，因而对混凝土斜拉桥的箱梁截面温度分布及其对桥梁内力的影响作了广泛而深入的研究，从而无视了钢梁或叠合梁斜拉桥的相关分析。他们的出发点与侧重点固然正确，但截面温度分布对钢梁或叠合梁桥内力的影响仍然是值得关注的。我们的重点就是弄清截面温度分布对叠合梁斜拉桥内力的影响所必须的前提条件——温度在叠合梁截面上的分布。我们采用ANSYS有限元分析软件对叠合梁截面上的日照温度分布即截面上的日照温度场进行了仿真计算。汀娘唬腐嘉茁营溜文肢榴控妊考醋敞茵宁犊蘸风暴直阂锥芜错殷洒龟渗卞lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究19精选ppt边界条件确实定是进行有限元计算的前提。已经知道，求解温度场的边界条件有三类：第一类边界条件规定了边界上的温度值；第二类边界条件规定了边界上的热流密度；第三类边界条件规定了边界上物体与周围流体的外表传热系数及周围流体的温度。工程实践经验说明，最符合结构在自然环境中的热交换状况的是第三类边界条件，即：我们已经知道，式中的做外表传热系数，也叫做热交换系数，是指紧靠物体外表的流体温度。热交换系数和物体外表的流体温度确定了,边界条件也就确定了，而热交换系数和紧靠物体外表的流体温度确实定是从太阳辐射的计量开始的。丽膜巧噬玲这薪缮候简腥枝棕糠嘲晒私摔实赵瓶谷影步混盆炔渣账颤鄙焦lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究20精选ppt德国学者F.凯尔别克认为，处于室外大气中的结构物，在吸热与放热的综合作用下，通常处于一个如下的热流密度条件：太阳直接辐射()、天空辐射()、太阳辐射和天空辐射的反射()、大气逆辐射()、地表环境辐射与逆辐射的反射()、构件的辐射()和对流热交换()。如果桥梁结构长期经受周期性的热交换作用，那么经过一段时期后，桥梁结构就到达热流平衡。于是，整个系统处于一种稳态波动状态。根据所有流向和流离结构外外表的热流密度相对地处于平衡，建立平衡方程，可以求解结构外外表上的温度。该方程可以详细地写为：

倦侄阎揉窥姥垢临绷顾弯乐冷商柳逝数拾贡概蜜技貌陆漫隅陆份磕协寨固lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究21精选ppt求解F.凯尔别克写出的上述方程所需要的参数太多，而且这些参数的取值在工程上目前也没有明确的规定，所以后续的仿真过程中我们没有按照F.凯尔别克提出的方法求解梁体外外表的温度，而是采用了民用建筑设计标准中的经验公式来计算物体外表的综合温度：为室外蔽日处的气温

为太阳辐射吸收系数

为太阳辐射照度

为综合热交换系数

唬腋腔抉雕肢垃车估兹摈章孝向晶铝筐巴降坛嗓荣溅垢假迂峨撩诚林孟抹lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究22精选ppt本课题用到的是由大桥工地工程部某住房屋檐下设置的温度计采集而来，采集日期是2004年8月17日。(1)室外蔽日处的气温确实定时间5:007:509:5011:3013:4515:4016:4518:45温度（℃）14.019.522.024.027.025.024.020.0抠椭蹿樱褥玄祭扮嫌歧夫焚儡匡席坍乓风洁滇舔桌浊茶免销甄杂垃滴功禾lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究23精选ppt(2)太阳辐射吸收系数确实定太阳辐射吸收系数表征的是物体吸收太阳辐射的能力。的物体能够完全吸收投向它的太阳辐射。作为一种理想物体，热物理学中的黑体的。现实工程中的物体的都小于1，而且与物体本身的材料、外表特性等因素有关。太阳辐射吸收系数工字钢边梁肋混凝土桥面板沥青铺装层0.240.550.85注：工字钢边梁肋的为0.3，但其外表涂有橙色防锈漆，故折减为0.24。

侈码倒阔荔簿语三芹建剧戈冗酱霓螺妊嚎趾榷会纽特勺陌于贪戳拎锻粘晴lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究24精选ppt(3)太阳辐射照度I确实定

太阳辐射照度I表征的是太阳辐射作用在被辐射面上的强度，它即与太阳辐射本身的强度有关，又与被辐射面在太阳辐射场中的朝向有关。

太阳辐射总强度J是直接辐射强度Jd与散射辐射强度Js之和：

太阳辐射总照度I是直接辐射照度Id与散射辐射照度Is之和：

太阳辐射照度与太阳辐射强度有这样的关系：狼四萍熬矮相赴常扮寺务允厉蛹钞花畴杉雍暗蹲荣救祷钱虏亩滓酶洲夸格lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究25精选ppt疏行湃掸音政收腰陷戮盲俩迁默纯蜒攻竟办设鸯宅奖弊臆柿杯在戒账英忠lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究26精选ppt纬度l、时角h、太阳赤纬d的空间关系图

编孜荣危砧幌吩奉譬只审裳裤车耳漠作敬对肃毕疡忧掀憾历氓劝蓖歹脑引lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究27精选ppt太阳高度角与太阳方位角的空间关系图

函拇伏盛阑巩碴叁遭争耪戍境垛陵断绅如迂附瞧瞥形锤椰钻洒菱弥尹消勤lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究28精选ppt垫涧晶颖佯寒左淡狗渔桔靡淳覆错竞搏杨遮擅充被斑哮蛇蹦玉友喉咋意玻lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究29精选ppt八月中旬哈尔滨地区太阳辐射强度变化曲线胺子姥愚炼琢涪做垦寻馋海卫苦甫破岭钧郝砷闰跌婶嘿糟糠闺诈做效荡僚lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究30精选ppt8月17日北纬45°太阳高度角与太阳方位角的变化曲线首匀散耍缨拼慰矿碴涡士掇液准胖善羚骇逐拄奥景逛竭区傲柳塘拦颇迸媒lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究31精选ppt3.2计算模型的建立与边界条件确实定〔1〕定义单元类型和材料属性钢混凝土沥青导热系数(W/m·K)36.72.850.74密度(kg/m3)790025002120比热容c(J/kg·K)531912928本分析采用的是六节点三角形单元PLANE35，材料属性按下表输入涟息簿缘阳每帧廉站腾萍窒摈抒蛔衍姚艇站群标脑缕壳亚铃黍彤讣篆纱愿lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究32精选ppt〔2〕建立几何模型叠合梁截面几何模型图别迈郝杠淌顷吻陛殴音但筑截逸教深液馁障滴缝钡机倦估扰剑殆铀漆谜桓lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究33精选ppt〔3〕划分单元叠合梁截面局部单元划分图

需孕允耍磁死虫棠辅傀逊蔑吨滔账踪年姥彬禹韶葫介耶筒虑都雷哗嚼檀催lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究34精选ppt〔4〕温度荷载的计算与施加

温度荷载按第三类边界条件即热交换系数和综合温度施加在模型的边界上的。热交换系数(W/m2·K)(W/m2·K)T125.12E1～7、W1～717.51E8、W812.78B1、E9～13、W9～139.84热交换系数喀呀匠搅坟竟钟门套捂渍碌款国脑呈觅坪照杏椰缸债孺躯犬撩遂勤孕峙休lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究35精选ppt5:006:007:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00T115.720.327.435.342.648.352.254.054.050.845.439.232.725.819.5E126.538.847.551.150.144.937.429.631.532.030.728.926.823.619.4E222.130.837.140.039.936.932.528.029.730.229.027.425.722.919.4E317.522.526.428.629.328.627.326.227.928.327.325.924.622.319.3E414.716.919.121.122.824.225.727.529.329.728.627.025.422.819.4E517.522.526.428.629.328.627.326.227.928.327.325.924.622.319.3E614.717.821.926.129.832.835.027.529.329.728.627.025.422.819.4E717.522.526.428.629.328.627.326.227.928.327.325.924.622.319.3E814.917.219.521.623.425.026.528.530.330.729.627.926.123.119.4E914.616.819.021.022.624.025.427.229.029.428.326.825.222.719.4E1015.217.519.922.224.125.827.529.531.431.930.728.926.823.519.4E1114.616.819.021.022.624.025.427.229.029.428.326.825.222.719.4E1215.217.519.922.224.125.827.529.531.431.930.728.926.823.519.4E1314.616.819.021.022.624.025.427.229.029.428.326.825.222.719.4W115.217.519.922.224.125.827.529.548.956.656.352.746.738.931.2W214.817.019.321.323.024.526.027.941.046.145.542.838.632.827.0W314.316.518.620.521.923.224.526.232.835.334.532.630.226.622.7W414.716.919.121.122.824.225.727.529.329.728.627.025.422.819.4W514.316.518.620.521.923.224.526.232.835.334.532.630.226.622.7W614.716.919.121.122.824.225.727.537.636.633.830.627.423.419.4W714.316.518.620.521.923.224.526.232.835.334.532.630.226.622.7W814.917.219.521.623.425.026.528.530.330.729.627.926.123.119.4W914.616.819.021.022.624.025.427.229.029.428.326.825.222.719.4W1015.217.519.922.224.125.827.529.531.431.930.728.926.823.519.4W1114.616.819.021.022.624.025.427.229.029.428.326.825.222.719.4W1215.217.519.922.224.125.827.529.531.431.930.728.926.823.519.4W1314.616.819.021.022.624.025.427.229.029.428.326.825.222.719.4B116.819.322.225.227.930.532.935.537.838.336.834.230.825.819.6截面各边界在不同时间点的综合温度

Tm(℃)镊蚊状怜系域眶欢感局争撰枣死杉撬徽尝糠兔奶径庙菱解凰惫陶辙粮弄奈lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究36精选ppt

11:00截面温度云图

16:00截面温度云图盾赔顿毅躇翅撩炎砒趟苹悸咯变韶糟邓幼突扒玫庐秒齿似头冷蓑急鸡骗承lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究37精选ppt温度测点布置图

测点1温度计算值与实测值比较图测点2温度计算值与实测值比较图测点3温度计算值与实测值比较图迸讫赂液越桌驯屹捌倍堰蝗危赫助蚜碟椽躬妒盼极涂杯尖北答誓抄甘谆畸lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究38精选ppt东梁肋中线上的温度分布图西梁肋中线上的温度分布图

萝阁查诀关嗣讲适篆汉脏辜诲矮渝赂仿瑟窗灿浆昭督宾麻嘛雹搽丽抢畏毙lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究39精选ppt我国于2004年10月1日开始实行的新桥规在考虑日照温差方面，首次明确指出：“钢筋混凝土及预应力混凝土、圬工、钢结构桥梁，必要时须考虑日照温差引起的效应。混凝土上部结构和带混凝土桥面板的钢结构的竖向日照正温差规定于图3-20。当混凝土上部结构高度小于400mm时，A=H-100mm，H为梁高；当结构高度不小于400mm时，A=300mm。对带混凝土桥面板的钢结构，A=300mm，图中的t为混凝土桥面板的厚度。图中日照温差的基数T1=15～25℃，T2=6～7℃。对于水泥混凝土桥面铺装的桥涵结构，可取较高值；对于沥青混凝土桥面铺装的桥涵结构，可取较低值。混凝土上部结构和带混凝土桥面板的钢结构的竖向日照负温差为正温差乘以-0.5。〞从我们对四方台大桥这座叠合梁斜拉桥的截面温度场进行现场观测和的仿真计算的结果来看，新桥标准的对日照温差的取值涵盖了最不利的截面温度分布的情况，而且分布状态也比较符合实际情况，是合理而可行的。词俘胖筋充针弯谍泰色很钒捡檀清为呈裤触觉淋慰澈册钨舌区瓜耿肃椰孤lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究40精选ppt从力学的观点来看，温度应力的产生根据产生的原因可以分为温度自应力和温度次应力。温度自应力是指因结构内部的非线性温度分布导致各纤维层变形不满足平面假定从而相互约束而产生的应力，这种应力在结构为完全静定甚至不受任何约束的情况下都会产生。温度次应力是指超静结构因各局部之间的相互约束或外部约束而产生的应力，这种应力即使在截面的温度呈线性分布的情况下也会产生。不管是温度自应力还是温度次应力，反映到宏观上来都表达为人们所关心的温度内力。本章以恒载引起的内力为参照，将温度内力与之作比较，从而可以看出温度效应对桥梁结构作用的大小。第1章已经提到，温度内力可分别由体系温差和日照温差引起。本章先讨论体系温差对结构内力的影响，再讨论日照温差对结构内力的影响。诸袒忌肄顽受域玻孝咙畅寞铬芦踞笨科亢崎纠妄震贺饶辙羽撕候荚踩昼护lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究41精选ppt体系温差引起的温度内力分析

我们用ANSYS有限元软件建立了四方台大桥的全桥模型。模型中的主塔塔柱、横梁、牛腿以及由钢主梁、钢横梁和中间小纵梁形成的钢骨架由BEAM188单元来建造；斜拉索由LINK10来建造；桥面板由SHELL63来建造。全桥共生单元11611个，节点10790个。塘刮渺拢嫂公颠盂哗躲胁涩笛症塌君琐傣浆赢否纲悲剔仕刁亲褂态君阉解lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究42精选ppt

各部位单元图

谈蓝毗罕福柠祝滁霞痉邢阔俗范熙诲男谊拖崔氟试埠柒迸吩敞佣丫披肖谰lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究43精选ppt碗镣督菇封豺疡踩跋纺替墒绒杖债旬帕泄穴佩掉酒雹魁含湛遥叁二倚卷兢lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究44精选ppt上(下)游索力ANSYS计算值与设计值比照图孕忆软扣札术柔巷标屑筛回话始伴驴剩插咸春氯刃哺脑洛粒根溯富朗订券lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究45精选ppt-40℃10℃40℃轴力（kN）南塔115320115990116390北塔113390113960114310顺桥向弯矩（kN·m）南塔3378.48052.410857北塔3164.88356.111471横桥向弯矩（kN·m）南塔109620440604725.2北塔104930422204595.6顺桥向剪力（kN）南塔201.77302.79363.4北塔214.58332.59403.39横桥向剪力（kN）南塔1119.9464.1270.673北塔1114.8459.1165.662体系升(降)温状况下塔柱根部内力值表下游主梁跨中弯矩（kN·m）下游主梁南塔牛腿处弯矩（kN·m）下游主梁跨中剪力（kN）下游主梁南塔牛腿处剪力（kN）下游主梁跨中轴力（kN）下游主梁南塔牛腿处轴力（kN）-40℃13145795.6754.5617103586.51116910℃1476.94716.6760.941559.43913.91040740℃1574.74069.2764.7714694110.49950体系升〔降〕温状况下主梁关键截面内力值表睦棺去沧嗽讯赎钮涩鸦剿翠缴南鞭疵纤版谤杖蜀睫刺灼蚊肖毫笑敢翰胖牛lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究46精选ppt索号10℃-40℃40℃索号10℃-40℃40℃索号10℃-40℃40℃索号10℃-40℃40℃增量增量增量增量增量增量增量增量SS13646063206544SC1238422852443NC13623362256238NS1241023162467-14084-9959-85-9457SS12570255355802SC2246624302488NC12567056715669NS2249824612521-167100-36221-1-3723SS11457644154672SC3300930013013NC11469747014694NS3305030443054-16196-844-3-64SS10412139904200SC4310531103103NC10427742824273NS4314431523139-131795-25-48-5SS9379037013843SC5319231993187NC9391939243916NS5321632233211-89537-55-37-5SS8390438483938SC6349535033491NC8399540013992NS6349334913495-56348-56-3-22SS7397639503991SC7402140284016NC7402040264017NS7397539503990-26157-56-3-2515SS6349434923495SC8399540033991NC6349535003491NS8390338503936-218-45-4-5333SS5321632253211SC9391939253915NC5318931943185NS93789370538409-56-45-4-8451SS4314331523138SC10427542804272NC4309631003094NS104120399541959-55-34-2-12575SS3304730383052SC11469346944693NC3298829822991NS11457444214666-9510-63-15392SS2249124442519SC12566256515668NC2244024122457NS12569955395795-4728-116-2817-16096SS1239622792466SC13621961896237NC1237022932417NS13645563196537-11770-3018-7747-13682体系升(降)温状况下索力值表(单位：kN)

撂脸想扁非韧刺闰联袜舀此声耐随萤季馆半生吉佯土昼阅紊序妨峻丘褐八lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究47精选ppt体系升〔降〕温状况下索力值变化百分比曲线图

综合以上的分析，我们得到这样的结论：体系温差给斜拉桥内力造成的影响主要反映在桥塔上，主梁次之，斜拉索最小。其中，体系温差给桥塔内力造成的影响又主要反映在塔柱根部的弯矩上，又以横桥向弯矩最为显著。乓峨果臆码界构袒族凭咨菏掉唬胳绥称汲矾您努祝纳穿杭蚁扳搂轰世曙垒lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究48精选ppt

我们已经得出了主梁横截面内的温度分布随时间变化的规律。但是日照温差引起的温度内力不仅与主梁横截面内的温度分布有关，还与索与主塔的截面温度分布有关。所以，在进行日照温差引起的温度内力分析前，我们尚须整理出索与主塔的截面温度分布资料。日照温差引起的温度内力分析

由于斜拉索属于细长构件，其截面尺寸比梁与塔的小得多，故可以近似地认为它的温度在任意一个时刻不仅在长度方向是常数，而且在其截面上的分布也是均衡的。我们以大桥跨中下游编号为NC9的这根斜拉索为代表，用红外线光感温度测试仪采集了该索下端钢护筒顶部上方约30cm处向阳面的温度。池娠找搭冠像路糟铣网粘推崭仗牟烩汤狰匣剁罚蛊在洽销仆澄琐迅葬禽溅lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究49精选ppt

NC9号斜拉索温度变化曲线

僵诞件招炳枉樟镁束收褥榷桑秤刻对瞬差滤天唉俩烷中巫鞭族烈闽幕耘醋lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究50精选ppt按照前述求得叠合梁截面温度分布随时间的变化规律的方法，我们同样可以求得塔柱截面温度分布随时间的变化规律。四方台大桥的塔柱为不规那么六边形箱形截面〔如以下图〕，我们根据朝向的不同给塔柱的各个侧面壁进行了编号。以南塔为例，各侧面壁编号如右以下图所示。巡歌哼殉蛤耪恳民沧想裂气驮秸丈榆震赫瞥龚皖莲贵碟赁咐瓤到燃板蓟宏lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究51精选ppt

用第三类边界条件的非稳态温度场地有限元方法得出了四方台大桥塔柱截面各侧面壁厚度方向上在2004年8月19日这天从5:00至19:00的这段时间内的温度分布。9:00时的南塔东柱标准截面各侧面壁厚度方向上的温度分布

9:00时的南塔东柱标准截面温度云图

遵扔瑚俭锯糙乘笋科醇刚摆铁崭断嗡妻道黑搜嚼遵河赴劝进尔迫英丫抓笋lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究52精选ppt至此，四方台大桥各主要部位(梁、索、塔)的日照温度分布都是条件了。下一步就是要根据温度分布把温度荷载施加到模型上去。由于在用于计算体系温差造成的温度内力的有限元模型中，主塔和主梁的单元采用的是只能考虑整体升降温的梁单元，故必须对模型进行改造以考虑日照温差在构件截面上形成的非线性温度分布对结构内力产生的影响。笔者将原全桥模型中的BEAM188和SHELL63单元置换为可以进行分层处理的SHELL91单元。SHELL91单元的特点是可以在单元内的层与层之间施加不同的温度，进而可以模拟截面带有梯度的温度分布。遮鄙铰汝藤蒸谦奖烷散讹悔炽粮厦偶涩洲碾迅圃刚斑验兽谴泪双既桔月卓lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究53精选ppt厕顾滇戍掌纶儒巧亦骗峡愈榴建碌匠企妹榔升宗虎龚秘氧畏像喷渭盎截裸lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究54精选ppt工况编号工况情形温度最大差值（℃）该工况出现时刻1东边梁肋混凝土行车道板顶层与钢梁腹板中部的温差达到最大10.56:302西边梁肋混凝土行车道板顶层与钢梁腹板中部的温差达到最大12.517:30工况编号工况情形温度最大差值（℃）该工况出现时刻3EE与EW、WE与WW正温差达到最大值11.29:304EE与EW、WE与WW负温差达到最大值11.516:305EES与EEN温差达到最大值6.215:306WWS与WWN温差达到最大值7.814:00叠合梁的温度分布最不利工况表塔柱的温度分布最不利工况表

兽掌症年玩精永暗中捡姬损鼓衡肠丰仓藏掇事奏蹲隘琢跳肢厩蛔蜘蹲戊提lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究lAAA-混凝土叠合梁斜拉桥日照温度效应研究55精选ppt工况轴力（kN）顺桥向弯矩（kN·m）横桥向弯矩（kN·m）顺桥向剪力（kN）横桥向剪力（kN）东柱西柱东柱西柱东柱西柱东柱西柱东柱西柱恒载1159901159908052.48052.44406044060302.79302.79464.12464.1211180781174989042.89244.25785134499299.16313.69514.24477.5821183101177307303.57158.62714159525340.03310.66488.72394.0431151781145989002.69171.76388730049285.23327.62472.47324.8841177301148307223.07142.51308674197330.34324.89-278.471160.3051173821151787021.76957.3-22162110062368.80372.73-139.241058.1961171501154106844.56675.4431888340350.03354.57-51.05920.35工况主梁跨中弯矩（kN·m）主梁南塔牛处弯矩（kN·m）主梁跨中剪力（kN）主梁南塔牛腿处剪力（kN）主梁跨中轴力（kN）主梁南塔牛腿处轴力（kN）东梁西梁东梁西梁东梁西梁东梁西梁东梁西梁东梁西梁恒载1476.91476.94716.64716.6760.94760.941559.41559.43913.93913.9104071040711565.51494.64461.94617.6751.81733.551609.31593.74140.94039.1105321065721499.11420.84683.64773.2722.13725.941623.31603.14234.84223.11022