曲線鋼箱梁橋溫度場及其效應(yīng)分析.pdf

1、近年來，鋼結(jié)構(gòu)橋型在城市中小橋梁中得到越來越多的應(yīng)用，其中曲線鋼箱梁橋占有相當(dāng)大的比例。由于鋼材具有自重輕、比熱小、溫度膨脹系數(shù)大等特點，日照條件下，鋼箱梁頂?shù)装鍦夭钭畲罂蛇_(dá)30℃左右，并沿豎向呈非線性分布。在溫度荷載作用下，曲線鋼箱梁橋的內(nèi)側(cè)支座極易出現(xiàn)負(fù)反力、脫空，從而引發(fā)傾覆失穩(wěn)風(fēng)險;其結(jié)構(gòu)受力及變形也變得更為復(fù)雜，疲勞易損部位的應(yīng)力狀態(tài)也因溫度效應(yīng)而明顯改變，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的疲勞性能。本文以中國杭州地區(qū)一座三跨曲線連續(xù)鋼箱梁橋為工

2、程背景，對曲線鋼箱梁橋的溫度場及其效應(yīng)進(jìn)行研究，開展了以下幾個方面的工作:
　　(1)對背景橋的溫度場進(jìn)行現(xiàn)場實測及數(shù)值模擬，然后通過擬合分析確定了基于鋼箱梁頂?shù)装鍦夭畹囊詄為底的指數(shù)函數(shù)型溫度場模式。運用該溫度場模式，對溫度變化引起的支座脫空位移進(jìn)行了數(shù)值模擬并與實測值進(jìn)行對比，驗證了該溫度場模式的準(zhǔn)確有效性。
　　(2)基于研究得到的溫度場模式，對曲線鋼箱梁橋傾覆穩(wěn)定的溫度效應(yīng)進(jìn)行了研究。通過對溫度荷載、結(jié)構(gòu)自重及車輛偏

3、載等共同作用下支點反力變化情況的分析，確定了以兩中支座中心連線作為轉(zhuǎn)動軸的曲線鋼箱梁橋傾覆失穩(wěn)模式，討論了支點壓重及調(diào)整支座布置等設(shè)計對策。并將本文成果應(yīng)用于其他同類橋梁，評估其傾覆穩(wěn)定的溫度效應(yīng)并加以解決。
　　(3)依托研究得到的溫度場模式，對曲線鋼箱梁橋疲勞性能的溫度效應(yīng)進(jìn)行了討論。采用疲勞壽命評估的熱點應(yīng)力法，分析了溫度荷載對背景橋疲勞壽命的影響;得到溫度荷載會因為增大了曲線鋼箱梁橋疲勞易損部位的平均應(yīng)力而顯著降低其疲勞壽