骤然降温条件下普通混凝土空心板桥桥面铺装温度应力分析
桥面铺装常见病害成因分析及其防治措施
桥面铺装常见病害成因分析及其防治措施桥面铺装是指在桥梁上进行路面铺设,主要用于桥梁的保护和行车的平稳。
由于桥梁特殊的结构与环境,桥面铺装常常面临各种病害问题,如裂缝、脱落、鼓泡等,对桥梁的安全和使用寿命造成威胁。
为了更好地解决这些问题,需要对桥面铺装常见病害成因进行分析,并制定相应的防治措施。
一、病害成因分析1. 裂缝成因分析1)温度应力:桥面铺装在受到日夜温度变化影响时,会出现温度应力的聚积,导致裂缝的出现。
2)应力集中:桥梁承受了车辆和行人的荷载,荷载作用下会引起桥面铺装的应力集中,从而形成裂缝。
3)基底沉降:如果桥梁的基础不稳固,在长期使用过程中容易出现基底沉降,从而导致桥面铺装出现裂缝。
4)施工质量:桥面铺装的施工质量直接影响其使用寿命,过浆、水泥质量差、振捣不均匀等都会导致桥面铺装发生裂缝。
2. 脱落成因分析1)水泥砂浆疏乏:桥面铺装中水泥砂浆起到粘结作用,如果砂浆中水泥含量不足或使用劣质水泥,则会导致砂浆失去粘结力而发生脱落。
2)基底结构不均匀:如果桥梁基底结构不均匀,存在松动、空鼓等问题,桥面铺装容易因为基础问题而脱落。
3)采用不合适的铺装材料:选择不合适的铺装材料也是导致桥面铺装脱落的原因之一,如选择不适用于桥梁的沥青路面材料,容易在使用过程中发生开裂、脱落等问题。
3. 鼓泡成因分析1)施工中空鼓:桥面铺装的施工时,如果没有做好打磨、水平度调整等工作,会导致铺装与基底之间存在空鼓,形成鼓泡。
2)沥青层含水:由于水泥砂浆的渗透性差,如果沥青层中存在水分,则会在高温下发生蒸汽膨胀,导致鼓泡。
3)基底结构不均匀:如果桥梁基础结构存在不均匀的现象,会在使用过程中受到荷载的挤压,从而引起桥面铺装鼓泡。
二、防治措施1. 裂缝防治措施1)温度应力缓解:对于温度应力引起的裂缝,可以采取缓解温度应力的措施,如设置伸缩缝、冷缝等,来减轻温度应力引起的裂缝。
2)加固裂缝:对于已经出现裂缝的桥面铺装,可以采用加固措施,如使用纤维增强材料、钢筋网等进行加固,以提高其抗裂能力。
气温骤降对薄壁混凝土结构温度应力的影响
5 2・
第4 O卷 第 2 9期 2 0 1 4年 1 0月
山 西 建 筑
SHANX I ARCHI TECTURE
Vo 1 . 40 No. 2 9 Oc t . 201 4
文章编号 : 1 0 0 9 — 6 8 2 5 ( 2 0 1 4) 2 9 — 0 0 5 2 — 0 2
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( 1 ) 边界, 混凝土表面均 为第 三类热交 换边 界。应力 场计 算 时 , 地 基
底面及 四周侧 面取 为法向约束 , 其他临空面为 自由边界 。
温度场计算 时 , 对于计 算域中地基底 面及 四周侧 面取 为绝 热
气 温 骤 降 对 薄 壁 混 凝 土 结 构 温 度 应 力 的 影 响
丁兵 勇 唐 瑜 莲
( 1 . 华东勘测设计研究院有限公司 , 浙江 杭 州 3 1 0 0 1 4; 2 . 浙江省水利水 电工程局 , 浙江 杭州 3 1 0 0 2 0 )
摘
要: 采用有限单元法 , 对气温骤降时薄壁混凝土结构的温度场及应力场进行 了仿真计算分析 , 结果显示 , 气温骤降会引起混凝土
作深梁来计算 , 由深梁承担弯矩 , 然后根据弯矩计算剪力墙 底部配 [ 3 ] 北京金土木软 件公 司. S A P 2 0 0 0中文版使 用指 南[ M] . 第2
筋, 显然没有道理 , 不符合剪力墙与剪力墙下的承台的受力模式。
版. 北京 : 人 民 交通 出版 社 , 2 0 1 2 .
2 . 1 计 算模 型
某倒虹 吸地涵管身为两孔一联 的钢 筋混凝 土箱形结 构 , 每节
混凝土路面温度应力分析及控制研究
混凝土路面温度应力分析及控制研究一、研究背景混凝土路面是现代交通运输中最常用的路面结构之一,其具有施工简单、使用寿命长、维护费用低等优点。
但在实际使用中,混凝土路面会因为环境温度的变化而产生应力,严重的还会导致路面裂缝、变形等问题,影响车辆行驶安全和舒适性。
因此,混凝土路面温度应力分析及控制研究显得非常重要。
二、温度应力的形成机理混凝土路面温度应力的形成机理包括两个方面:一方面是由于混凝土材料的线膨胀系数和热膨胀系数不同,当温度升高时,混凝土材料的体积会发生变化,产生应力;另一方面是由于温度差异引起的热应力。
当混凝土路面表面与底部温度差异较大时,表面会因温度升高而膨胀,而底部则因温度变化小而收缩,这种温度差异会引起混凝土路面的应力。
三、温度应力的影响因素混凝土路面温度应力的影响因素主要包括以下几个方面:1. 环境温度:环境温度是影响混凝土路面温度应力的最主要因素,温度越高,路面温度应力越大。
2. 日照时间:日照时间对路面温度应力的影响较大,日照时间越长,路面温度应力越大。
3. 混凝土路面厚度:混凝土路面的厚度对路面温度应力的影响也比较大,厚度越大,路面温度应力越小。
4. 基层状况:基层状况对路面温度应力的影响也不能忽视,基层状况好的路面温度应力较小。
五、温度应力的控制方法为了减少混凝土路面温度应力对路面的损害,需要采取一些控制措施。
常用的温度应力控制方法包括以下几种:1. 增加混凝土路面厚度:增加混凝土路面厚度可以降低路面温度应力,但也会增加工程造价。
2. 控制混凝土路面表面温度:通过涂敷防晒涂料等方式,降低混凝土路面表面的温度,以减少温度应力。
3. 采用反射式路面:反射式路面可以将日照反射,降低路面温度应力。
4. 钢筋混凝土路面:钢筋混凝土路面具有较高的抗张强度,可以有效地减少路面温度应力。
5. 加强基层处理:加强基层处理可以提高路面的整体承载能力,降低路面温度应力。
六、结论混凝土路面温度应力对路面造成的损害是不可忽视的,因此需要采取一些有效的控制措施。
混凝土温度应力分析原理
混凝土温度应力分析原理一、引言混凝土作为一种常见的建筑材料,在建筑领域中使用非常广泛。
然而,在混凝土的施工和使用过程中,温度的变化会导致混凝土产生应力,从而影响其性能和使用寿命。
因此,混凝土温度应力分析是混凝土工程中的一个重要问题。
二、混凝土温度应力的产生原因混凝土温度应力的产生原因主要是由于混凝土在温度变化时的体积变化引起的。
混凝土在温度升高时,由于热膨胀,会导致混凝土体积增大,从而产生张应力;而在温度降低时,则会由于收缩而产生压应力。
这种应力的大小取决于混凝土的材料性质、温度变化范围、温度变化速率等因素。
三、混凝土温度应力的计算方法混凝土温度应力的计算方法主要有两种,一种是基于线性膨胀系数的方法,另一种是基于热应力的方法。
1. 基于线性膨胀系数的方法基于线性膨胀系数的方法是将混凝土看作一个线弹性材料,根据线性膨胀系数计算混凝土在温度变化时的体积变化量,从而得到混凝土产生应力的大小。
该方法的计算公式为:$$\sigma_T = \alpha_T E (T-T_0)$$其中,$\sigma_T$为混凝土在温度变化时产生的应力,$\alpha_T$为混凝土的线性膨胀系数,$E$为混凝土的弹性模量,$T$为混凝土的温度,$T_0$为混凝土的参考温度。
2. 基于热应力的方法基于热应力的方法是将混凝土看作一个非线弹性材料,考虑了混凝土在温度变化时的弹性变形和塑性变形,通过计算混凝土的热应力来确定混凝土的温度应力大小。
该方法的计算公式为:$$\sigma_T = \frac{\alpha_T E}{1-\nu} \Delta T + \frac{\alpha_T E \Delta T}{1-\nu}\frac{\Delta L}{L}$$其中,$\Delta T$为混凝土的温度变化量,$\Delta L/L$为混凝土的长度变化量,$\nu$为混凝土的泊松比。
四、混凝土温度应力的影响因素混凝土温度应力的大小取决于许多因素,主要包括以下几个方面:1. 混凝土的材料性质混凝土的材料性质对温度应力的大小有很大的影响。
混凝土路面温度应力的分析与控制
混凝土路面温度应力的分析与控制混凝土路面是现代交通基础设施中常见的一种路面材料,它具有耐久性高、承载能力强等优点。
然而,在高温季节或者持续曝晒下,混凝土路面会产生温度应力,进而导致路面龟裂、变形等问题。
因此,分析和控制混凝土路面温度应力是非常重要的。
混凝土路面温度应力的分析需要考虑多个因素。
首先,太阳辐射是导致路面温度升高的主要因素之一。
太阳光照射到路面上,被混凝土吸收后,会转化为热能,导致路面温度升高。
此外,环境温度、湿度等因素也会对路面温度产生影响。
其次,混凝土材料的热传导性质是分析温度应力的关键要素。
不同密度、不同配合比的混凝土,其热传导性质存在差异,进而会对温度应力产生影响。
为了减少混凝土路面温度应力的产生,可以采取一些控制措施。
首先,选择合适的混凝土材料是至关重要的。
在设计混凝土配合比时,需要考虑到路面的使用环境和特殊需求。
例如,在气候炎热的地区,可以选择使用高抗温混凝土,降低路面温度应力的产生。
其次,可以通过调整路面的颜色来减少热能的吸收。
浅色的混凝土路面可以反射太阳光,降低路面温度的升高。
此外,还可以在路面表层设置遮阳设施,如树木、凉亭等,减少太阳光直接照射到路面的时间。
在混凝土路面温度应力的控制过程中,监测和预测温度变化是非常重要的。
通过设置温度传感器,可以实时监测路面温度的变化。
这些数据可以用于建立温度应力模型,预测路面温度应力的分布情况。
基于预测结果,可以采取相应的维护和修复措施,避免温度应力导致的路面损坏。
此外,混凝土路面的设计和施工也对温度应力的控制起着重要的作用。
在设计过程中,可以采用一些降低温度应力的结构措施,如设置伸缩缝、控制板块尺寸等。
在施工阶段,需要注意混凝土浇筑的时间和环境条件。
避免在高温、大风等不利条件下施工,以免对混凝土产生不良影响。
总之,混凝土路面温度应力的分析与控制是维护道路耐久性和行车安全的重要任务。
通过合适的设计、选择适当的材料和采取有效的控制措施,可以减少温度应力的产生,延长路面使用寿命,提高道路的承载能力。
水泥混凝土路面温度应力分析与控制研究
水泥混凝土路面温度应力分析与控制研究一、前言随着城市化进程的加速,交通路面建设的需求日益增加。
水泥混凝土路面作为一种重要的路面类型,其优点在于耐久性好、抗压性能强等特点,广泛应用于城市道路、高速公路等工程中。
然而,在日常使用中,由于气候变化、车流量等因素的影响,水泥混凝土路面易受温度应力的影响,从而导致路面破损、龟裂等问题,严重影响交通安全和使用寿命。
因此,对水泥混凝土路面的温度应力进行分析和控制,具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、水泥混凝土路面的温度应力分析1. 水泥混凝土路面的温度变化规律水泥混凝土路面的温度受多种因素的影响,如气候变化、光照、车流量等。
一般情况下,水泥混凝土路面的表面温度高于空气温度,而深部温度则受到路面下土壤温度的影响。
根据研究表明,水泥混凝土路面的温度变化规律可以分为日变化和季节变化两种。
2. 水泥混凝土路面的温度应力计算水泥混凝土路面的温度应力计算需要考虑多个因素,如路面温度、路面厚度、路面材料弹性模量等。
根据研究表明,水泥混凝土路面的温度应力计算可以采用有限元分析法、解析法等方法。
三、水泥混凝土路面的温度应力控制1. 路面材料的选择水泥混凝土路面的材料选择对路面温度应力的控制具有重要的影响。
一般情况下,采用高性能水泥混凝土、沥青混合料等材料可以提高路面的抗温性能。
2. 遮阳措施的采用遮阳措施可以减少路面的日照时间,从而降低路面的温度。
常见的遮阳措施包括路面覆盖物、树荫等。
3. 水泥混凝土路面的加筋设计水泥混凝土路面的加筋设计可以提高路面的抗温性能,降低路面的应力。
常见的加筋设计包括钢筋混凝土加筋、钢纤维混凝土等。
四、结论水泥混凝土路面的温度应力分析和控制是一个复杂的问题,需要综合考虑多个因素。
在实际应用中,可以通过选择合适的路面材料、采取遮阳措施、加强路面的加筋设计等方法进行控制。
这些措施不仅可以提高路面的使用寿命,还可以降低交通事故的发生率,具有广泛的应用前景。
桥面铺装层温度应力有限元分析
桥面铺装层温度应力有限元分析冯蕾;王岚;杜伟【摘要】大量工程实践证明,温缩型裂缝对桥面铺装层的承载能力和路用性能产生了重大的影响,因此,有必要对桥面铺装层的温度应力进行研究。
本文以与实测结果符合良好的桥面铺装层温度场数值计算结果为基础,利用ABAQUS有限元软件对桥面铺装层的力学响应进行了计算,分析了铺装层温度应力的日变化规律、分布特征及其影响因素。
结果表明,极限温度应力出现在铺装层表面处;降温幅度对铺装层内温度应力的影响十分明显;在进行桥面铺装层设计时,应考虑其厚度、材料的膨胀系数和弹性模量。
%Much engineering practice shows that temperature shrinkage cracks have great impact on the bearing capacity and road performance of bridge deck pavement .T herefore ,it is necessary to study the temperature stress on the deck pavement . Based on the temperature field numerical results of bridge deck pavement that it is in well agreement with the measured results ,this paper calculates the mechanics response of bridge deck pavement using ABAQUS finite element software and analyze the diurnal variation ,distribution characteristics and influencing factors of pavement temperature stress . T he results show that the limit temperature stress occurs on the pavement surface ,effect of cooling rate on pavement temperature stress is very obvious and we should consider its thickness ,the expan-sion coefficient and elastic modulus of material in bridge deck pavement design .【期刊名称】《内蒙古工业大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】8页(P227-234)【关键词】桥面铺装层;温度应力;有限元【作者】冯蕾;王岚;杜伟【作者单位】内蒙古工业大学土木工程学院,呼和浩特010051;内蒙古工业大学土木工程学院,呼和浩特010051;巴彦淖尔市审计局,巴彦淖尔015000【正文语种】中文【中图分类】TU5280 引言在自然环境下的桥面铺装层,其温度随着大气温度的不断变化而变化,从而显著影响桥面铺装的结构性能[1]。
在低温环境下道路桥梁施工中混凝土浇筑分析
知 识 的 学 习 .在 实 践 中 不 断 改进 浇筑 技 在 低 温 环 境 下 浇 筑 混 凝 土 所 遇 到 度 下 停 留 太 长 时 间 而 影 响 质 量 ,可 以 通 术 ,才 能 够 保 证 道 路 桥 梁 工 程 在 某 些低 的实 际问题
失 .这 对 水 化 反 应 极 为不 利 。 以上 这些
电加热 升温
可 以说 电 加 热 升 温 与 蒸 汽 加 热 如
来 最 后 凝 结 硬 化 ,为 道路 桥 梁 施 工所 都 会 严 重影 响混 凝 土 在道 路桥 梁施 工 中
出 一辙 ,只 不过 用 于 加热 的 装 置 不 同 罢 了 。 电 加 热 是 通 过 在 搅 拌 池底 部 铺 设 若
旦 达 到 零 度 ,水 结 成 冰 .整 个过 程将 会 保 持 混凝 土温 度 ,这是 一项 比较 成 熟 , 停 止 ,并 且 混 凝 土 内部 还会 产 生 一 定 的 应 力 . 当 内部 应 力 大 于 混 凝 土硬 度 所 能 承 受 的力 度 时 ,混 凝 土 就 会 遭 到 破 坏
低 温 环 境 对 混 凝 土 浇 筑 的
影 响
我 们要 想 改进混 凝 土浇 筑工 艺 ,
为 恶 劣 的 地 区 .例 如 东 北 .室 外 温 度 可 运 输 过 程 中 不 受温 度 的影 响 。 以达 到 零 下 二 三 十 度 ,滴 水 成 冰 ,混 凝 蒸 汽加热
土 水 化 反 应 已经 不 能 正 常 进 行 .更 谈 不 为 了 保 证 在 低 温 环 境 下 的 混 凝 土
温 环 境 下顺 利进 行 。
一
混凝土桥梁温度应力分析及其应用
混凝土桥梁温度应力分析及其应用一、引言混凝土桥梁是现代交通建设中不可或缺的重要组成部分,而混凝土桥梁的温度应力分析则是保障桥梁安全运行的重要前提。
本文将从混凝土桥梁温度应力分析的基本原理、分析方法、实际应用以及存在的问题等方面进行详细阐述,以期能够为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
二、混凝土桥梁温度应力分析的基本原理混凝土桥梁在使用过程中,由于受到外界环境因素的影响,如气温的变化、日夜温差的变化、阳光直射等,会导致桥梁温度的变化。
而混凝土材料的热膨胀系数较大,因此桥梁在受到温度变化时也会发生相应的热膨胀或收缩。
这种热膨胀或收缩所引起的内部应力称为温度应力。
混凝土桥梁温度应力分析的基本原理是根据热学基础原理和结构力学原理,对混凝土桥梁受温度变化时的变形和应力进行分析。
具体来说,可以通过建立混凝土桥梁的有限元模型,结合温度场分析和热膨胀系数等参数,计算出桥梁在受到温度变化时的变形程度和应力大小,并进一步判断桥梁的抗震性能和安全性能是否符合设计要求。
三、混凝土桥梁温度应力分析的分析方法1.建立有限元模型混凝土桥梁温度应力分析的第一步是建立混凝土桥梁的有限元模型。
在建模过程中,需要考虑桥梁的结构形式、材料性质、荷载情况等因素,以确保模型的准确性和可靠性。
2.建立温度场模型建立有限元模型后,需要对桥梁所处的环境进行温度场分析。
温度场分析是指对桥梁所处的环境温度进行模拟和分析,以确定桥梁在受到温度变化时所受到的热载荷。
3.计算桥梁的温度应力在有限元模型和温度场模型建立并完成之后,可以通过有限元分析方法,计算桥梁在受到温度变化时所受到的温度应力。
具体来说,需要将桥梁的温度场模型和有限元模型进行耦合,计算出桥梁在温度变化下的变形程度和应力大小。
4.判断桥梁的安全性能最后,根据计算结果,可以判断桥梁的抗震性能和安全性能是否符合设计要求。
如果存在问题,则需要进一步优化设计方案,以确保桥梁的安全性能。
四、混凝土桥梁温度应力分析的实际应用混凝土桥梁温度应力分析在实际应用中具有广泛的应用价值。
水泥混凝土桥面铺装层温度场分析
________________________________________________________________________本期专稿觀水泥混凝土桥面铺装层温度场分析周志刚,陈志林,胡省,虢柱,孙志林(长沙理工大学道路结构与材料交通行业重点试验室,湖南长沙410004)摘要:为了准确地掌握山区水泥混凝土桥面沥青铺装层温度场的变化规律,以便为桥面沥青铺装结构受力变形分析及沥青铺装材料设计与评价提供理论依据,文章山山区高路混凝土桥面沥青铺装了现场温度测试,同时以热力学为理论基础,结合混凝土桥面铺装结构以及气候环境资料建立了温度场分析,通温度、日变温幅度))气候沥青铺装温度场的了分析。
结:桥面各结构层的温度场气温度周变化!可气候温度场变化规律基,只有温度变温幅度;铺装层表面温度变化幅度最大,最高温度温度铺装层表面;随着铺装层深度的,温度、温度梯度以及日变幅温度,层的温度 层的温度的;山区桥面沥青铺装的工作温度区间为-5-〜67-,,温度高、作温度的。
关键词:水泥混凝土桥;桥面铺装;温度场;气候条件;现场测试;有限元中图分类号:U443.33文献标识码:A DOI:10.13282/ki.wccst.2021.02.001文章编号$673-4874(2021))2-0001-070引言水泥混凝土桥面沥青铺装层结构设计时温度作的。
温度作用不铺装结构生温度应力,同时沥青对温度极为,沥青物理温度的变化变化。
温导致沥青软化,沥青混合料劲度下降,容易泛油、推移、拥包、车辙等病害%温,由于温缩应力作用,可能使沥青面层发生脆性破坏。
因此,沥青铺装层温度改变的规律及其温度分布状况若能够精准预测,使温度与沥青铺装层性能的联系得以确定,则可以为桥面沥青铺装层的设计、材料选择等提供依据和指导,从而提高铺装层的寿命。
关于温度场的分析,目前主要有三种:基力学理论的理论求解拟分析;利用温度仪器的现场实拟合公式的。
混凝土路面板的温度应力分析研究
混凝土路面板的温度应力分析研究一、研究背景混凝土路面板是公路工程中常用的材料,其承受着车辆行驶和气候变化等多种因素的影响。
在气温变化的情况下,混凝土路面板会发生温度应力,从而影响其使用寿命和安全性能。
因此,对混凝土路面板的温度应力进行研究具有重要意义。
二、温度应力的原因混凝土路面板的温度应力主要由以下两个原因引起:1.温度差异:混凝土路面板所处的环境温度变化较大,而混凝土的导热系数较小,导致路面板内外温度差异,从而引起温度应力。
2.材料性质:混凝土是一种膨胀系数较大的材料,在温度变化时会发生体积变化,从而引起温度应力。
三、温度应力的计算方法混凝土路面板的温度应力可以通过以下公式进行计算:σ = α × E × ΔT其中,σ为温度应力,α为混凝土的线膨胀系数,E为混凝土的弹性模量,ΔT为温度变化量。
四、温度应力的分析1.温度应力的影响混凝土路面板的温度应力会影响其使用寿命和安全性能。
当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,会引起路面板的开裂和破碎,从而影响其使用寿命;当温度应力足够大时,会引起路面板的变形,从而影响车辆的行驶安全性能。
2.影响温度应力的因素混凝土路面板的温度应力受多种因素影响,主要包括环境温度、路面板厚度、混凝土的线膨胀系数和弹性模量等因素。
3.温度应力的控制方法为了控制混凝土路面板的温度应力,可以采取以下几种措施:(1)选择合适的混凝土材料;(2)增加路面板厚度;(3)控制环境温度;(4)采取合理的施工工艺;(5)进行定期维护和检修。
五、结论混凝土路面板的温度应力是影响其使用寿命和安全性能的重要因素。
通过对温度应力的分析,可以采取相应的措施来控制其温度应力,从而提高其使用寿命和安全性能。
同时,还需要加强对混凝土路面板的维护和检修,以保证其长期稳定运行。
水泥混凝土路面温度应力的计算与分析
水泥混凝土路面温度应力的计算与分析近年来,随着城市化进程的加速和交通运输的不断发展,水泥混凝土路面的应用范围越来越广泛。
在使用过程中,路面温度的变化不仅会影响路面的性能和寿命,还会导致路面产生应力,进而影响路面的稳定性和安全性。
因此,对水泥混凝土路面温度应力进行计算和分析具有重要意义。
一、水泥混凝土路面温度应力的影响因素水泥混凝土路面温度应力的大小受到多个因素的影响,主要包括以下几个方面:1.路面厚度:路面厚度是影响路面温度应力的重要因素,厚度越大,路面承受的应力就越小。
2.水泥混凝土的强度:水泥混凝土的强度直接影响路面的承载能力,强度越高,路面承受的应力就越大。
3.路面温度:路面温度是影响路面温度应力的主要因素,温度升高会导致路面产生膨胀应力,降温会导致路面产生收缩应力。
4.材料的热物性质:材料的热物性质是影响路面温度应力的重要因素,包括热导率、热容和热膨胀系数等。
二、水泥混凝土路面温度应力的计算方法水泥混凝土路面温度应力的计算方法主要包括两种:经验公式法和有限元法。
1.经验公式法经验公式法是通过经验公式计算出路面的热应变和温度应力,其计算公式为:ε = αΔTσ = Eε其中,ε为路面的热应变,α为路面的热膨胀系数,ΔT为路面的温度变化量;σ为路面的温度应力,E为路面的弹性模量。
2.有限元法有限元法是通过建立数学模型,采用数值计算方法对路面温度应力进行计算。
该方法可以考虑路面的复杂结构和材料特性,计算结果更为精确。
其计算过程主要包括以下几个步骤:(1)建立数学模型:根据路面的实际情况,建立数学模型,包括路面的几何形状和材料特性等。
(2)划分网格:将路面划分成有限个小单元,每个小单元称为单元网格。
(3)确定边界条件:确定路面的边界条件,包括路面的温度边界和约束边界等。
(4)求解方程:根据路面的初始温度和边界条件,求解热传导方程和力学方程,得到路面的温度分布和应力分布。
(5)分析结果:根据计算结果,分析路面的温度应力分布情况,评估路面的稳定性和安全性。
混凝土路面板的温度应力分析
混凝土路面板的温度应力分析一、引言混凝土路面板是城市道路建设中常见的路面类型之一。
随着城市化进程的不断推进,城市道路的交通量和运输质量不断增加,因此混凝土路面板的使用量也不断增加。
然而,在使用过程中,混凝土路面板受到高温、低温等外界环境因素的影响,易产生温度应力,从而影响混凝土路面板的使用寿命和安全性能。
因此,研究混凝土路面板的温度应力分析,对于提高混凝土路面板的性能和安全具有重要的意义。
二、混凝土路面板的温度应力1. 温度应力的概念温度应力是指由于温度变化引起的应力。
在混凝土路面板使用过程中,由于外界环境因素的影响,混凝土路面板表面温度和内部温度会发生变化,从而引起温度应力。
2. 温度应力的计算方法在混凝土路面板的温度应力计算中,主要采用热应力计算方法。
该方法通过计算混凝土路面板在不同温度下的热应力大小,来确定混凝土路面板在使用过程中可能产生的温度应力。
3. 温度应力的影响因素混凝土路面板的温度应力受到多种因素的影响,包括混凝土的材料性质、外界环境温度变化、混凝土路面板的结构形式等。
三、混凝土路面板温度应力分析的方法1. 数值模拟方法数值模拟方法是通过建立混凝土路面板的有限元模型,采用计算机软件进行数值模拟,从而得出混凝土路面板在不同温度下的热应力大小和分布情况。
2. 实验方法实验方法是通过采用温度控制系统和测量仪器,对混凝土路面板进行温度应力实验,从而得出混凝土路面板在不同温度下的热应力大小和分布情况。
四、混凝土路面板温度应力的控制方法1. 混凝土材料的选择在混凝土路面板的设计中,应根据实际情况选择合适的混凝土材料,包括水泥、骨料、矿物掺合料等,以提高混凝土路面板的抗温性能。
2. 混凝土路面板结构的设计混凝土路面板的结构设计应根据实际情况进行优化,包括混凝土路面板的厚度、支撑方式、伸缩缝位置等,以减小混凝土路面板受温度应力的影响。
3. 温度控制技术的应用在混凝土路面板使用过程中,应采用温度控制技术,通过控制混凝土路面板的温度,减小混凝土路面板的温度应力。
水泥混凝土路面温度应力的计算与分析
水泥混凝土路面温度应力的计算与分析水泥混凝土路面的温度应力是路面施工和使用过程中需要考虑的一个重要问题,它对路面的稳定性和耐久性有着直接的影响。
在本篇文章中,我将详细介绍水泥混凝土路面温度应力的计算与分析方法,并分享我的观点和理解。
一、温度应力的原因与表现水泥混凝土路面温度应力主要由两个原因引起:温度变化和限制条件。
当路面受到温度变化的作用时,水泥混凝土路面会产生热胀冷缩效应,从而产生内部的温度应力。
路面的几何限制条件(如交通荷载、边界约束等)也会导致温度应力的产生。
这些温度应力在路面表面的表现形式是裂缝和变形。
由于水泥混凝土的有限的抗拉强度,温度引起的应力超过其抗拉强度时,路面就会产生裂缝。
由于温度应力的作用,路面可能会出现变形现象,如变形、凸起等。
二、温度应力的计算与分析方法下面我将介绍两种常用的水泥混凝土路面温度应力的计算与分析方法。
1. 数值模拟方法数值模拟方法是目前常用的一种计算水泥混凝土路面温度应力的方法。
它基于有限元原理,通过将路面划分为小的单元,对每个单元进行温度场和应力场的计算,最后通过求解大量单元的方程组得到整体的温度应力分布。
数值模拟方法的优点在于能够考虑复杂的边界条件和材料性能,并且计算结果准确可靠。
然而,该方法需要较为复杂的数值计算技术,对计算机硬件和软件要求较高,而且计算过程较为繁琐。
2. 经验公式方法经验公式方法是另一种计算水泥混凝土路面温度应力的方法。
该方法基于已有的实测数据和经验公式,通过简化计算过程,得到大致的温度应力估计值。
这种方法的优点是简单易行,不需要复杂的计算过程和专业的数值模拟技术。
然而,由于经验公式方法忽略了一些影响因素和细节,因此计算结果可能不够精确。
该方法更适用于一般性的工程设计和初步评估。
三、个人观点与理解在我看来,水泥混凝土路面温度应力的计算与分析是确保路面稳定性和耐久性的重要环节。
准确地计算和分析温度应力,不仅可以指导工程设计和施工过程,还可以为路面维护和养护提供依据。
混凝土板温度应力分析及控制方法研究
混凝土板温度应力分析及控制方法研究一、研究背景与意义混凝土结构是现代建筑中常见的一种结构形式,其优点在于施工便捷、成本低廉、耐久性好等。
然而,在混凝土结构中,温度应力问题一直是一个需要关注的问题。
由于混凝土的热膨胀系数较大,当混凝土板受到温度变化时,就会产生应力,如果这些应力超过混凝土的承载能力,就会导致混凝土板的开裂和变形。
因此,对混凝土板的温度应力进行分析和控制,具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、混凝土板温度应力的分析1. 温度应力的产生机理混凝土板温度应力的产生机理主要有两种:一种是由于混凝土板受到外界温度的变化而产生的温度应力;另一种是由于混凝土板内部温度不均匀而产生的温度应力。
2. 温度应力的计算方法温度应力的计算方法有多种,其中比较常用的是静力学计算法。
该方法的基本思想是,将混凝土板视为刚性体,通过静力平衡原理计算出板材受到的温度应力大小。
具体计算方法如下:(1)计算混凝土板的热膨胀系数;(2)计算混凝土板的温度变化量;(3)根据板材的尺寸和几何形状,计算出板材受到的应力大小。
3. 温度应力的影响因素影响混凝土板温度应力的因素较多,其中包括温度变化量、混凝土板的尺寸和几何形状、混凝土的弹性模量和热膨胀系数等。
三、混凝土板温度应力的控制方法1. 优化混凝土结构设计混凝土结构的设计方案对温度应力的控制有着重要的影响。
在设计混凝土结构时,应尽量减少混凝土板的尺寸和几何形状的变化,以降低其受到的温度应力。
2. 控制混凝土板的温度变化量控制混凝土板的温度变化量是减少温度应力的有效方法之一。
可以采用以下方法进行控制:(1)采用保温材料对混凝土板进行保温,以降低其受到的温度变化量;(2)采取遮阳措施,减少混凝土板受到阳光直射的时间。
3. 加强混凝土板的支撑和固定加强混凝土板的支撑和固定,可以有效地减少其受到的温度应力。
可以采用以下方法进行控制:(1)加强混凝土板的支撑结构,增加其承载能力;(2)采用合适的固定方式,减少混凝土板的移动和变形。
混凝土桥梁温度应力分析及其应用
混凝土桥梁温度应力分析及其应用一、引言随着经济的发展,交通建设的不断完善,桥梁作为连接各个地区的重要交通设施,得到了广泛的应用。
而混凝土桥梁作为一种比较常见的结构形式,其温度应力问题一直是工程技术人员关注的焦点。
因此,对混凝土桥梁的温度应力进行分析和应用,具有重要的理论和实际意义。
二、混凝土桥梁的温度应力问题1. 混凝土桥梁的温度变化混凝土桥梁在使用过程中,由于受到气温、日照时间、夜间降温等因素的影响,其温度会发生变化。
这种温度变化会导致混凝土桥梁的体积发生变化,从而产生温度应力问题。
2. 温度应力的产生机制混凝土桥梁的温度应力是由于温度变化引起的混凝土体积的变化而产生的。
在桥梁的使用过程中,当温度发生变化时,桥梁的混凝土体积也会发生变化,从而产生温度应力。
如果桥梁没有足够的抗裂能力,就会出现裂缝等问题。
3. 温度应力的影响因素混凝土桥梁的温度应力受到多种因素的影响,如桥梁的结构形式、材料的性质、温度变化的幅度和速度等。
其中,桥梁的结构形式对温度应力的影响比较大,不同形式的桥梁温度应力的产生机制也不同。
三、混凝土桥梁温度应力分析方法1. 数值模拟法数值模拟法是一种比较常用的分析混凝土桥梁温度应力的方法。
该方法通过建立桥梁温度应力的数学模型,利用计算机进行数值分析,得到桥梁温度应力的分布规律。
该方法具有计算精度高、分析结果可靠等优点。
2. 理论分析法理论分析法是一种较为简单的分析混凝土桥梁温度应力的方法。
该方法基于热力学原理和材料力学原理,通过建立桥梁的温度应力计算公式,计算桥梁在不同温度下的应力变化。
该方法具有计算简单、分析结果直观等优点。
四、混凝土桥梁温度应力的应用1. 优化桥梁设计混凝土桥梁温度应力分析可以为桥梁设计提供重要的参考依据。
通过分析温度应力的大小和分布规律,可以优化桥梁的结构形式和材料的选择,提高桥梁的抗裂能力和使用寿命。
2. 桥梁养护和维修混凝土桥梁温度应力分析可以为桥梁的养护和维修提供指导意见。
桥梁设计中混凝土温度效应探析
桥梁设计中混凝土温度效应探析摘要:以桥梁设计中的混凝土温度效应为研究对象,首先分析了混凝土温度荷载的特点与分类,然后从混凝土桥梁上部结构的温度效应设计、桥墩结构的温度效应设计出发,详细论述混凝土桥梁设计中的温度效应问题。
通过分析可知,在桥梁设计过程中综合考虑日照、骤然降温、年温等影响因素,对提高桥梁设计质量有重要作用。
关键词:桥梁设计;混凝土;温度效应桥梁工程作为重要的交通基础设施,对于促进我国交通运输的发展有着非常重要的作用。
从当前我国的实际情况来看,很多桥梁都选择使用混凝土结构。
混凝土材料具有一定的温度效应,所以在确定桥梁设计方案的过程中需要考虑温度荷载的影响,从而选择科学合理的设计方案。
1混凝土温度荷载的特点及分类由于混凝土结构的热传导性较差,在长期受到温度的影响、日照的辐射以及人为因素的作用之下,会使得其表面温度急速地升高或者降低,而此时的结构内部温度并不会发生明显的变化,从而导致了混凝土结构内外温差过大,进而产生了温度变形。
此外,如果混凝土结构中存在内约束与外约束,也会形成比较大的温差应力。
混凝土结构的温差应力属于约束应力的范畴,在环境温度的作用之下,如果混凝土结构受到约束力而产生了应力,此时一般都表现为温差应力。
如果在实际使用中,混凝土结构因为温差变化而产生收缩变形,就不会存在温差应力。
约束应力主要是外部约束力以及内部约束力的存在而导致的。
外部约束力主要是结构系统因受到不同环境温度的影响而出现的变形约束作用,内部约束力则主要是结构内部的某部分构件中各个纤维存在不同的温度而产生的约束作用。
经过大量的实践和数据统计,可以发现日照、温度骤降以及年温变化对于混凝土结构温度的影响特性,详见表1[1]。
上述几种荷载在对混凝土结构产生影响的过程中还存在明显的区别。
比如,日照温度主要产生于自然环境中的太阳辐射,荷载作用时间比较短,各个结构受力不均衡;骤然降温主要是因为自然界中强冷空气的突然来袭而导致环境温度骤然下降,其荷载作用时间也不长,但是在混凝土结构中的作用均匀;年温变化对于混凝土结构所产生的荷载影响最为简单,所以在桥梁结构设计方案确定过程中,只需要加入经验常数即可。
水泥混凝土桥面沥青铺装层低温温度场分析
高铺装层的抗裂性能是桥面铺装体系结构设计 的
重 要课 题 。
目前 , 内外 学者 对道 路 的温 度场 研 究颇 多 , 国 但对 桥面 铺装 层温 度场 的研 究 尚未见 文献 报道 。 路 面温度 场理 论并 不适 用于 桥面 铺装层 ,而温度 又是 影 响桥面 铺装材 料 使用寿 命 的重要 因 素 ,因
根据沥青混凝土桥面铺装层的实际情况 ,研
究 由 N层不 同材 料组 成 的层状 桥 面结构 的温 度场 问题 ,基本 假设 如下 : () 青 混 凝 土铺 装 层 及 水泥 混 凝 土 箱 形梁 1沥
均 为完 全均 匀 、各 向 同性 的弹 性体 ;
() 2 桥梁纵 向温度分布一致, 不考虑温度沿桥 面 纵 向分析 分布 的变 化 ;
技
大
学
学
报 ( 城市科学版 )
q q +q Ⅱ+ q 。
20 0 8年
13 气 候条 件 . 根据 我 国北方地 区典 型 的气 候 条件 ,长春 市 19 9 3年 1 2月 2 3日出现 的连 续降温 过程 是很有
代表 性 的 ,本文 以此 气候 条进 行 分析 计算 。见
性能是桥面铺装体系结构设计的重要课题。低温开裂是导致桥面铺装层发 生破坏 的主要原 因。本文在对 寒冷 地
区标准气候研究计算的基础上, 分析 了典型 的混凝土桥面沥青铺装 体系中沥 青铺装层在连 续降温 条件下铺装层
表面温度变化、梯度变化规律,以及铺装层表 面最温差 的变 化,最 终为混凝 土桥 面沥 青铺 装层 抗裂 设计提供 理
此有必要对桥面铺装层的温度场进行研究 。
本文 针对 典型 的混 凝土 桥面 沥青 铺装 体系 , 建立 合理 的力 学模 型 ,借助标 准气 象 资料来 掌握 确 定桥面铺 装 层温度 场 ,研 究沥青 铺装 层在 连续 降温 条件 下 的温 度变 化 规律 ,为 混凝土 桥 面沥青 铺装 层抗裂 设 计提供 理 论依据 。
骤然降温条件下普通混凝土空心板桥桥面铺装温度应力分析
密度
( Pa M ) 沥 青 混凝 土层
水 泥 混凝 土层
( m. ) W/ ℃
0 2 .5
0. 2
( JK . ) (× 0— /C) K / s℃ 1 5 ̄
10 00
1o 2o
( gm ) K /
20 10
2o 50
——
2O 0 5 0
12 .
15 .
・
6 6・
王 东海: 然降温条件下普通混凝土空心板桥桥面镝装温度应力分析 骤
第 8卷
温速率 为 1 ̄ / 对 模 型 进行 计算 , 型沥 青 层 厚 0C h 模
度分别 0 0 0 0 0 1 0 1 和 0 1 m。 .6m、.9m、. 2m、.5m .8
降温幅度 分别 为 一1 % 、 5C、 0C、 2 ℃ 和 0 一1  ̄ 一2  ̄ 一 5
采用初始 温度为 1℃ , O 降温幅度为 3 ℃ , O 降温
速率 分 别 为 5 h 1 ℃/ ,5 h 2 ℃/ ℃/ , O h 1 ℃/ , O h对 沥 青铺装 层厚度 为 0 1 m时 的模 型进行 计算 。桥 面 .2 铺装层 温度 应 力 与 降温 速 率 之 间 的关 系 如 图 一2
铺装层 底 面的影 响要 小 于对 底 面 的影 响 。当 日温
大 温度应力 的影 响要 大 于对 层 顶的影 响。铺装 层 底最 大温 度应 力随着 层厚 的增 加减小 。
2 2 降温速 率对桥面 铺装层温 度应 力的影 响 .
差在 2 ̄ oC以内时 , 装层 顶 面 最 大温 度 应 力 随 降 铺 温 幅度而增 大 的速 度 比较 缓慢 ; 当降 温 幅 度 大 于
一
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温度( ) 2 O 1 0 0 —1 0 —0 2 —3 0
龇 髓
比髂
J g ̄ / k k. C,
( P) Ma
嚣
本 文 模 型为 三维 有 限元 模 型 , 上 至下 的结 构 从
回 弹模 量 10 20
1 概 述
桥 面铺 装作 为 一种 特 殊 的路 面结 构形 式 , 主要 起 到保护行 车道板 、 防止 雨雪侵 蚀 、 散集 中荷载 并 分 与桥 梁 主体 共 同承受弯 矩 以及 抵抗变形 的作 用 。在 普通 混凝 土空心板 桥桥 面铺装 中常采 用复 合式 的铺 装形 式 , : 即 上层铺筑 沥青 混凝 土而下层 铺筑 水泥 混 凝 土的组合 。桥 面铺 装 长 期处 于 自然环 境 中 , 受 承 着大 气温度 不断 变化 的 影 响 , 面铺 装层 间 的温 度 桥 也会 随之 变化 , 而对 桥 面 铺装 的结 构性 能 产 生 显 从 著 的影 响。尤其是 在北 方地 区 , 每年 的秋冬 季节 , 寒 流来袭 , 温骤降 , 面铺 装及 桥面板 的 内部 产生 温 气 桥
为材料 常数 , 不 随温度 和加载 时 间的变化 而变化 。 其 模 型 中 的计 算 参数 如 表 2所示 , 中 因随 温 度 其 变化沥 青混合 料弹性 模量 值变 化较大 , 其所 采用 的
() 5 划分 网 格 。对 模 型 进 行 影 射 网格 划 分 , 其 中对 面层 的网格划 分 进 行加 密 , 要 保证 节 点 之 间 但
结 果 进 行 分析 。
关 键 词 : 面铺 筑 ; 桥 温度 应 力 ; 沥青 混 凝 土 ; N Y A SS 中图分类号:41 5 U4 . 文 献 标 识 码 : B 文 章 编 号 :63—65 ( 00 0 0 4 一O 17 0 2 2 1 )9— o 3 2 表 1 模 型 各 部分 的尺 寸
分 别取 0 0 0 0 0 1 0 1 .6m、 .9m、 .2m、.5 m和 0 1 m。 .8
3  ̄ 面层 厚 度 为 0 1m 时 的模 型进 行 计 算 。 0C时 .2
计 算得 到桥面铺装 温度应力 与降温 幅度 的关系如 图
3所示 。
计算得 到沥青铺装层 顶和铺装 层底 的最 大温度
() 3 各结构 的温度 应 力 和热 传导 之 间 的耦 合 效
应 忽略 不计 ;
尔操作 ( le , 各层 处于 连续状态 。 Gu )使
() 4 赋材 料属性 。将 所定 义 的各结 构层 材 料属 性赋给相 应层 位 。
() 4 各结构 层 的温 度 收缩 系数 和横 向变形 系 数
第9 期
北 方 交 通
・ 3・ 4
骤 然 降 温 条 件 下 普 通 混凝 土 空心 板 桥
桥 面 铺 装 温 度 应 力 分 析
王 东 海
( 天津市锋泽市政工程有限公 司 , 天津 30 0 ) 0 2 2
摘
要 : 用有限元 软件 A S S对普通混凝土空心板桥桥 面铺装 的温度 应力进行数值模 拟 , 利 NY 并对数值模 拟的
・
4 4・
北 方 交 通
2 1 00
的对应 。
() 6 编辑 温 度 荷 载 。在 A S S中 的 A a a NY w yP.
rm t s中对 降温过 程进行设 置 。 ae r e
三
() 7 施加约束 和温 度荷 载 。对 桥 面铺 筑模 型进 行位 移 ( X、 Y) U U 和温 度 ( E P 约束 , 将 温度 荷 TM ) 并 载施 加于桥面铺装 层顶面 。 () 行热 一 构耦 合求解 。 8进 结 ( ) 入时 间历程 后处理 器 , 看求解 结果 。 9进 察
1 0 40
20 4 0 00 00
60 00
80 00
层分别 为沥青 混凝 土铺 装层 、 泥 混 凝 土铺 装 层 以 水 及桥 梁面板 。模型所 采用 的单 元为热 、 、 构耦 合 磁 结
场 ( C u l Fed 中的 8节 点实体 单元 , 即 o pe i ) l 并设 置 X 方 向、 Y方 向 、 Z方 向和 温 度 四个 自 由度 , 析 类 型 分 设 置 为三维应 力分析 。模 型 的各部分尺 寸如 表 1所
4 桥 面铺装在温度 循环作用 下应力响应 分 析 4 1 沥青层厚度对桥 面铺 装 温度 应力影 响 .
降温速率 ( } ℃, ) 1
簧
采用初 始温 度 为 l℃ 、 终 温 度 为 一2 ̄ 降 O 最 0C、
一
图2 桥面铺装层最大温度应力与降温速率的关 系
温速率 为 1 ̄/ 0C h对模 型进行计算 , 模型沥 青层厚度
应 力与沥青层厚度 的关系 如图 1 所示 。
一
一
疆 嘟
降温幅度 ( ) ℃ 沥青铺装层厚度 ( m)
—
●一
4 f l1 ; 咖 0
类型 。
示 。并 对该模 型各结 构层 做如 下假设 : () 1 各结构 层为连 续 的 、 匀 的、 向同性 的 完 均 各 全 弹性 体 ;
() 2 各层层 间水平及 竖 向位移 均连续 ;
() 2 定义材料属性 。在进行材料参数设置 时,
将 表 2和表 3中 的材 料属 性输入 。 ( ) 立几 何模 型 。并对 各 结 构层 之 间进 行布 3建
值如表 3所示 。 3 具体 的计 算步 骤
( ) 义 单 元 类 型 。即 选 择 Cul Fe 1定 ope id里 的 l
V c r a d 2 编号 为 S LD 2 该单 元 为三维 8节 et u 6耦 合分 析单元 , 设置 U u X、 Y和 T MP约 E 束 三个 自由度 , 将分 析 类 型设 置 为 三维 应 力 分析 并