温度与桥梁跨中挠度的关联性分析
大跨度混凝土箱梁桥温度效应分析
大跨度混凝土箱梁桥温度效应分析摘要:置于自然环境中的混凝土桥梁,会受到温度作用的影响。
在各种温度效应中,以日照温度效应对大跨度桥梁结构的影响最为重大,特别是对于处在长悬臂施工阶段的大跨度混凝土箱梁。
由于受到日照温度场的作用,随着施工阶段的进行,桥梁结构的线形、内力和截面应力都会发生变化。
本文结合现场温度场试验,通过建立有限元模型,针对大跨度混凝土连续刚构桥进行了施工阶段的日照温度效应分析。
理论计算结果与实测结果较为吻合,结果显示,在长悬臂施工阶段,日照温度作用对结构挠度和应力的影响很大,必须考虑温度效应对结构的不利影响。
关键词:温度效应;悬臂施工;日照;混凝土箱梁0 引言置于自然环境中的混凝土桥梁,经受各种自然环境变化的影响,其表面与内部各点的温度随时随刻都在发生变化。
就混凝土结构来说,由于自然环境变化所产生的温度荷载,一般可以分为以下三种类型:一、日照温差荷载;二、骤然降温温度荷载;三、年温度荷载。
日照温度变化主要是太阳辐射作用而致,其次是气温变化影响,还有风速的影响。
近几十年来国内外的混凝土工程结构的实践工作表明,短时急剧变化的太阳辐射引起的的结构物的温度变化,可以产生相当大的温度效应。
对于尚处在施工阶段的桥梁,由日照引起的温度作用对大跨度混凝土桥梁结构的挠度和应力的影响是不可忽视的。
1 混凝土箱梁桥温度场与温度效应的分析理论1.1 混凝土结构的日照温度效应置于自然环境中的混凝土结构,经受各种自然环境条件变化的影响,其表面与内部个点温度随时都在变化。
它与所处地理位置、太阳辐射条件、结构物的方位、朝向以及所处季节、太阳辐射强度、气温变化、云、雾、雨、雪等天气状况有关。
由于在桥梁的施工阶段,对施工控制最为重要的是由日照温度作用所引起的桥梁标高和受力的变化,而年温变化作用和骤然降温作用对施工质量控制的影响均比较小,可以忽略。
因此本文主要研究日照温度变化的影响。
1.2 日照温度变化影响特点日照温度效应包括两个方面:一是对桥梁结构线形的影响;二是对桥梁结构内力的影响。
温度对混凝土桥梁的影响
- 75 -工 程 技 术随着我国经济的飞速发展,交通建设的脚步也在不断地加快。
一座座桥梁,像一个个巨人般,托起一条条通途大路,跨越江河湖海。
桥梁作为一个工作在自然环境中的构造物,自然会受到各种自然环境的影响,如:风、雪、雨、水、温度等。
对于混凝土结构桥梁来说,影响最大的是水和温度。
在桥梁一般设计中,很多设计人员都会注重环境类别,注重水对桥梁的影响。
但是在日常的设计中,很容易忽略温度对桥梁的影响,从而影响桥梁的使用安全和寿命。
对于桥梁产生影响的温度分为整体升降温和温度梯度。
在我国早期的桥梁设计中,对于环境温度的影响不够重视,在89规范中桥梁各部构件一般只考虑受温度变化而引起的作用,只在必要时考虑日照引起的影响。
在04、15规范中参考国外规范和实际工程实例的基础上对温度作用作了较大调整,除明确规定了温度变化引起的作用外,还规定了不同混凝土铺装层温度梯度变化值对于桥梁的影响。
1 整体温度作用及设计措施整体温度作用对于简支结构及连续钢构桥梁影响较小,在合理设置支座及伸缩缝的前提下可以消除整体温度作用对于桥梁内部应力的影响。
对于连续钢构桥梁,由于不能通过支座变形抵消桥梁内部应力,从而导致桥梁在墩梁结合处产生较大应力,影响桥梁的受力性能和使用安全。
对此设计者一般将上部跨越结构做成变截面梁桥,此设计一是可以减小桥梁本身自重增大跨越能力,同时变截面梁桥在墩梁结合处增大梁高可以取得更好的抗剪能力,更可以减小整体温度应力对于桥梁内部应力的影响。
在增大梁高的同时,设计者在设计桥梁下部结构时,通常会将桥墩做成柔性墩,通过柔性墩的变形来抵消整体温度作用对梁桥内部应力的影响。
2 温度梯度作用及设计措施整体温度对桥梁产生的应力效应,可以通过结构的合理设置进行减小和消除。
而由于日照温度的竖向梯度变化,对桥梁产生的温度应力效应,由于桥梁结构本身的自我约束,是无法通过桥梁外部结构的特殊设计进行减小或是消除。
只能通过针对性的设计措施来抵抗温度应力效应。
温度效应——精选推荐
连续刚构桥合拢温度与设计温度不相匹配的合理温度选择合理的合拢温度选择对采用悬臂浇筑施工预应力混凝土连续刚构桥顺利完成体系转换意义重大。
温度是影响主梁挠度的主要因素之一。
温度变化主要包括季节温度变化和日照温度变化两个部分。
季节温差一般假定整个桥梁结构的温度变化是均匀的,它对主梁的挠度影响比较简单,通过一般的结构分析程序即可计算,对于日照温差,则较为复杂,它对箱梁内力与挠度的影响现在还没有一个统一的计算模式,一般是通过在墩和主梁埋设温度传感组件,实测获得一个较为符合实际的温度场,再进行平面有限元分析和空间有限元分析。
温度影响一般包括两部分,年温差影响与局部温差影响。
年温差影响是指气温随季节发生周期性变化时对结构物所引起的作用。
对于连续刚构桥,由于温度变形受到约束,年温差影响将引起结构内温度次内力。
年温度变化引起的结构内力计算比较简单,且这一因素在工程设计中早已被考虑。
局部温差影响主要指日照温差和聚然降温。
由于混凝土的热传导性能较差,日照温差大且分布呈非线形,故研究混凝土桥梁温度效应的关键在于确定结构最不利的温度分布。
连续刚构桥由于日照温差的影响,不但引起结构的变形,而且引起较大的温度次应力和温度自应力日照温差荷载对结构的影响,往往不亚于车辆荷载产生的效应,而我国公路桥涵设计规范中温差荷载的计算值偏小,故必须对日照温差分布及其温度效应作进一步的研究。
混凝土结构的温度场混凝土桥梁在施工过程中以及竣工以后,某一时刻结构内部与表面各点的温度状态即温度场。
由于日辐射强度、桥梁方位、日照时间、地理位置、地形地貌等随机因素的影响,使结构表面、内部温差因对流、热辐射和热传导方式形成瞬时的非均匀分布。
由于混凝土的导热系数较小,在外表温度急剧变化的情况下,内部温度的变化存在明显的滞后现象,导致每层混凝土所得到或扩散的热量有较大的差异而形成非线性分布的温度场。
实际上,桥梁结构为三维热传导问题,是空间坐标和时间的函数,温度场通常用T=f(x,y,z,)t表示。
温度变化对桥梁的影响
温度变化对桥梁的影响摘要:本文以某铁路特大桥为背景阐述了温度变化对桥梁的影响,并采用不同的温度模式,利用大型有限元软件MIDAS-CIVL进行计算、分析,最后根据计算结果给出了解决温度对桥梁影响的措施。
关键词:铁路桥梁温度应力裂缝Abstract: this paper is based on the the project of a railway bridge. It presents the influence of temperature on the mechanic behavior of the project. Different temperature mode are adopted. Finite element models by MIDAS-CIVL are developed to take into analysis. Construction measures are proposed to solve the problem of temperature influence .Key word: railway, bridge, temperature, stress, crack1 概述桥梁结构以及施工工艺的特点,使其在高速铁路中广泛应用,尤其是在峡谷、河流、跨公路的地方桥梁几乎成为了跨越障碍唯一的结构形式。
然而桥梁投入使用之后,风力、温度等外界因素尤其是温度对桥梁的影响越来越受到设计、施工以及运营阶段保养与维修人员的重视。
国内外也有很多因为温度应力的影响而破坏的例子。
温度对桥梁的影响主要表现在横向、纵向位移的变化和梁体裂缝的出现,并且现在普遍认为温度应力已成为混凝土梁出现裂缝的主要原因之一。
因此,温度对桥梁的哪一部位影响较大并采取怎么样的措施就显得尤其重要2 温度场的主要影响因素及其分布特点2.1 外部因素混凝土在施工阶段,外界气温的变化影响是显而易见的。
因为外界气温愈高,混凝土的浇筑温度也愈高,而如果外界温度下降,会增加混凝土的降温幅度,特别是气温骤降,会大大增加外界混凝土与内部混凝土的温度梯度,这对大体积混凝土是极为不利的。
温度与斜拉桥跨中挠度的关联性分析
其 中 主航 道 段 监 测 内容 有 : 气象 、 结构温度 、 应变 、 伸缩 缝 位移 、 梁塔 加 速度 、 索力 、 梁塔 位移 等 。其 跨 中截 面 大气 温 度 、 结构温度 、 G P S传 感 器 的布 置 见
图 2 。
G P S 采 集 仅
f -
图 2 主航道跨 中截面传感器布 置( 单位 : mm 】
度、 结 构温度 和跨 中挠 度数据 的相 关分析 和相干 分析 , 结 果表 明 : 结构温度 与大气 温度 以及 桥梁跨 中挠度 与大 气温度 具有 明显
的时 间滞 后效应 , 且通 过功率谱分析 发现挠度数据 对结构动力 响应不敏感 , 主要 能量集 中在低频 部分 。采用可 以计 入时滞效 应 的A R X模 型建立跨 中挠 度与大 气温度之 间的互相 关模 型 , 并用其 预测 由温度作 用产 生的跨 中挠度 , 通 过与实 测值对 比对模 型 进行 了验证 , 结果 表明此模型可 以很 好地描述模 拟温度与跨 中挠度之 间非线 性关系 。 此模 型可将温度作用 产生的挠度值从 总挠 度 中分 离出来 , 为挠度 评估奠定 基础 。 关 键词 : 健康监测 ; A R X模 型 ; 温度 ; 跨 中挠度
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收稿 日期 : 2 0 l 3 一 O 7 — 3 l 作者 简介 : 李雪 莲( t 9 8 6 一) , 女, 天津 人 , 助理 工程 师 从事 桥 梁设 计工作 。
结构温度与悬索桥主梁挠度的关联性分析
d e fle c tio n is
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第 37卷第11期
振动与冲击
JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK
Vol.37 No. 11 2018
结构温度与悬索桥主梁挠度的关联性分析
李 明 \ 钟 继 卫 口 ,严 凤 3 ( 1 . 中铁大桥科学研究院有限公司,武 汉 4 3 0 0 3 4 ;2 .桥梁结构健康与安全国家重点实验室,武 汉 430034;
A b s t r a c t : F o r la rg e -s p a n s u s p e n s io n b r id g e s ,te m p e ra tu re is a n im p o r ta n t e n v iro n m e n ta l lo a d a n d t h e ir g ir d e r
3 . 长江空间信息技术工程有限公司,武 汉 430010)
摘 要 :温度是桥梁的重要环境荷载,主梁挠度是悬索桥整体响应的一项重要指标,主梁挠度和结构局部温度间 为高度非线性关系。两者的功率谱表明挠度长期趋势主要受温度影响,利 用 E M D 方法可将挠度温度效应从挠度时程中
温度变化对高速铁路连续梁桥的影响分析
温度变化对高速铁路连续梁桥的影响分析杨娟【摘要】With development of high - speed railways in China, the number of railway bridges in mountainous area increases, and more and more lines need cross deep trenches and valleys. As a result, a lot of high-pier and large-span bridges shall be constructed. At present, most high-pier bridges in China are still cast with concrete. The influences caused by temperature changes and shrinkage creep shall be settled to keep stability and safety of train operation on such bridges. On this basis, and with a48m+80m+48m prestressed concrete continuous beam bridge as an example, this paper carries out the related researches on the influences of temperature changes on continuous beam bridges on expressways, studies responses of bridge structures in the case of overall temperature change and local temperature difference. The responses include vertical deformation curves of deck, the max. lateral displacement of midspan, and vertical/lateral accelerations, etc. The results of research provide a reference for construction and maintenance of real bridge structures.%随着我国高速铁路的不断发展,山区铁路桥梁的数量也随之增加,越来越多的线路需要跨越深沟深谷,从而需要修建大量的高墩大跨桥梁。
大跨度桥梁悬臂施工过程中温度对主梁标高的影响分析
差值
节点
块号
- 0 006 0 004
- 0 002 - 0 005
0 002 0 007 0 000 0 007 - 0 010 0 004
63
11
65
12
66
13
68
14
69
15
70
16
71
17
73
18
74
19
75
20
计算值
8 346 8 294 8 237 8 175 8 109 8 038 7 963 7 883 7 798 7 109
2008年第 1期
损失; 适当 加 大跨 中 预拱 度, 以 抵消 箱 梁 的后 期 下 挠 [ 14] 。
在施工中, 改进原始的灌浆方法, 采用真空灌浆 法, 此方法灌浆过程连续、迅速, 减小了曲线孔道中浆 体自身引起的压力差, 特别是对于一些异形管道的关 键部位, 提高了孔道压浆的密实性, 在钢束曲率半径较 小、钢束过长以及常规压浆法不好施工的结构中应用, 均能取得良好的效果 [ 15 ] ; 采用分束张拉大吨位群锚的 张拉工艺能保证各根钢丝或钢绞线受力各均匀 [ 9] ; 应 做好现场的混凝土收缩徐变试验和预应力孔道的摩阻 试验, 获得比较接近现场的徐变系数和管道摩阻系数、 偏差系数, 以便及时校正设计参数。
分析混凝土连续梁桥施工线形控制中的温度影响
分析混凝土连续梁桥施工线形控制中的温度影响摘要:本文主要介绍了在混凝土桥梁施工中线形控制中温度的影响以及灰色系统理论,并对温度控制的修正措施进行了相应的探讨。
本文所得出的结论,从理论上来说是科学合理的,对于今后同样类型的桥梁工程来说具有一定的参考和借鉴意义。
关键词:桥梁施工;温度控制;混凝土;有限元Abstract: This paper mainly introduces theinfluence of temperatureprofile controlin concretebridge constructionandthe grey system theory,and thecorrectionmeasures of temperaturecontrolis discussed.The conclusion of this paper,from the view of theoryis scientific and reasonable,and has certain referenceand reference forthe sametype ofbridge engineeringin the future.Keywords: bridge construction;temperature control;concrete;finite element对大跨径桥梁施工线形控制来说温度的变化有着较大的影响,当前主要处理对桥梁施工线形控制温度变化影响的方法主要是次日早上太阳出来之前完成,或者是将线形检测安排在日落两个小时之后。
但是,仅仅在上述规定的时间内来进行测量显然是不现实的,特别是在测量工作相对比较多的时候。
另外,上面所说的方法还需要对线形检测的时间进行固定,极为不利于缩短施工的工期,对于混凝土桥梁,就算是在上面所说的时间内进行数据的测量,那么仍旧有可能会出现比较大的偏差。
一、温度变化对桥梁施工线形控制的影响日照温差影响以及季节温差影响是温度影响的两个方面。
分析温度对斜拉桥成桥状态的影响
分析温度对斜拉桥成桥状态的影响
摘要:本文以成桥状态下的马岭河大桥(斜拉桥)为工程背景,通过考虑整体温差、主梁日照温差、主墩两侧温差、索梁温差,分析温度对斜拉桥成桥状态的影响。
研究表明:整体温差、索梁温差对主梁内力、位移和索力影响较大,而主梁日照温差、主墩两侧温差对主梁内力、位移、索力影响较小。
关键词:双塔,斜拉桥,成桥状态,温度,内力,位移,索力
0引言
斜拉桥合理成桥状态一般主要考虑了施工过程、二期恒载和混凝土收缩徐变等的影响,而对成桥后的温度影响则未予考虑。
而整体温差、主梁及桥塔日照温差和索梁温差是斜拉桥成桥状态温度的主要影响影响。
因此应对其他荷载和影响因素进行分析以确定斜拉桥成桥状态后,从而保证大桥结构在各种荷载组合下是安全可靠的。
目前有人对斜拉桥成桥合理状态的影响因素其温度进行了研究[1-6],但还不够完善。
因此,本文主要从温度对成桥状态的影响作分析,以马岭河特大桥360m主跨斜拉桥为背景,分析温度对其成桥状态的影响程度,为大桥设计提供参考。
1桥梁概况
马岭河特大桥主桥桥跨布置:155+360+150m为预应力混凝土斜拉桥。
8号塔墩处主梁与主塔通过下横梁实行临时固结,9号塔墩处主梁与主塔通过桥塔下横梁实行永久固结,施工完成后形成半漂浮体系。
大。
温度对工程结构的影响分析
温度对工程结构的影响分析温度是影响工程结构的重要因素之一。
在建筑、桥梁、机械、航空航天等领域,温度变化都会对结构产生影响,甚至会导致破坏。
因此,对温度对工程结构的影响进行分析是非常必要的。
一、热膨胀效应温度变化会导致物体的体积产生变化,使得结构因长度、面积、厚度等方面的变化而产生变形,从而对结构产生影响。
常见的材料如钢、铝、铜等都有热膨胀的特性。
当温度升高时,材料的长度、宽度和厚度都会增加,导致材料变形。
因此,温度的变化对工程结构的长期稳定性和完整性产生重要的影响。
例如,长跨度桥梁的温度变化会导致桥体产生膨胀和收缩。
如果桥体的结构稳定性不强,就会导致桥体出现裂缝、垮塌、变形等现象。
因此,设计中需要充分考虑热膨胀效应,通过合理的材料选择、结构设计和施工方法,在温度变化下保证结构的安全和稳定。
二、热应力热应力是指材料在受到温度变化作用后产生的应力。
当温度变化时,材料的长度、体积和形状等方面都会发生变化,这些变化将对各部分材料产生不同的约束和限制。
如果温度变化太大,材料无法承受热应力时,将会产生塑性变形或裂纹,从而降低工程结构的强度和稳定性。
例如,航空发动机由于工作时发热量很大,因此要求能够在较高温度下运转。
但随着发动机升温,发动机零件的热应力也在增加。
如果热应力超过发动机材料的承载能力,就会导致发动机故障。
三、冷却效应温度的变化也会导致结构内部对温度梯度的响应,使得某些部位的温度变化速率变慢,从而出现冷却效应。
冷却效应将对工程结构产生不同的影响,例如引起温度梯度沉积、内部应力和反向变形,导致结构的疲劳、龟裂和破坏。
温度的变化不仅会影响结构内部,还会影响结构与外界的接触表面。
有些材料对热传递的能力较弱,因此在高温环境下,这些材料将无法有效地释放内部热量,从而导致结构内部温度过高。
长时间处于高温环境下,会导致材料分解、氧化、硬化等现象。
因此,热阻效应对工程结构的热响应有着重要的影响。
综上所述,温度对工程结构的影响是多方面的,需要在设计和施工过程中充分考虑。
温度对桥梁结构内力的影响分析
45
图 3 桥 型 布 置 图 (单 位 :m)
2.2 温 度 效 应 结 构 计 算 建 模 利用 midasCivil有限元 结 构 计 算 软 件,建 立
温度效应结构计 算 模 型,温 度 梯 度 模 式 采 用 我 国 《桥 规 》。 由 于 该 桥 是 三 向 预 应 力 混 凝 土 连 续 箱 梁
国 规 范 的 温 度 梯 度 曲 线 ,并 做 相 应 调 整 后 得 到 的 ,
温 度 梯 度 曲 线 见 图 1,其 温 度 计 算 基 数 见 表 1。
图 2 温 度 分 布 规 律
2 温 度 效 应 计 算 与 分 析
图 1 中 国 《桥 规 》温 度 梯 度 曲 线
2.1 实 例 工 程 概 况 某桥是省道改建工程中的一座大桥。主桥采
℃
结构类型
狋1
混凝土铺装
25
50mm 沥青混凝土铺装层
20
100mm 沥青混凝土铺装层
14
狋2 6.7 6.7 5.5
1.2 温 度 分 布 规 律 日照作用下,混 凝 土 结 构 温 度 分 布 规 律 见 图
2,竖 向 温 差 分 布 规 律 [23]为 狋(狔)=狋0狔e-犆狔狔
式中:狋0狔为顶板、底 板 温 差,通 常 取 15 ℃,竖 向 温 差计 算 时 取 20 ℃;犆狔 为 指 数 系 数,通 常 取 10;狔 以 m 计。
1.1 温 度 梯 度 模 式 目前主要的温度梯度模式有:①英国 BS5400;
②美国荷载规范;③ 新 西 兰 桥 梁 规 范;④ 我 国 《公 路 桥 涵 设 计 通 用 规 范 》[1](以 下 简 称 《桥 规 》)。
我 国 《桥 规 》温 度 梯 度 模 式 是 在 对 其 他 3 种 模 式进行多座桥梁 的 应 力 计 算 比 较 基 础 上,采 用 美
温度变化对桥梁的影响
温度变化对桥梁的影响温度变化对桥梁的影响摘要:本文以某铁路特大桥为背景阐述了温度变化对桥梁的影响,并采用不同的温度模式,利用大型有限元软件MIDAS-CIVL进行计算、分析,最后根据计算结果给出了解决温度对桥梁影响的措施。
关键词:铁路桥梁温度应力裂缝Abstract: this paper is based on the the project of a railway bridge. It presents the influence of temperature on the mechanic behavior of the project. Different temperature mode are adopted. Finite element models by MIDAS-CIVL are developed to take into analysis. Construction measures are proposed to solve the problem of temperature influence .Key word: railway, bridge, temperature, stress, crack1 概述桥梁结构以及施工工艺的特点,使其在高速铁路中广泛应用,尤其是在峡谷、河流、跨公路的地方桥梁几乎成为了跨越障碍唯一的结构形式。
然而桥梁投入使用之后,风力、温度等外界因素尤其是温度对桥梁的影响越来越受到设计、施工以及运营阶段保养与维修人员的重视。
国内外也有很多因为温度应力的影响而破坏的例子。
温度对桥梁的影响主要表现在横向、纵向位移的变化和梁体裂缝的出现,并且现在普遍认为温度应力已成为混凝土梁出现裂缝的主要原因之一。
因此,温度对桥梁的哪一部位影响较大并采取怎么样的措施就显得尤其重要2 温度场的主要影响因素及其分布特点2.1 外部因素混凝土在施工阶段,外界气温的变化影响是显而易见的。
温度与桥梁跨中挠度的关联性分析
温度与桥梁跨中挠度的关联性分析摘要:近年来,预应力混凝土桥梁的高速发展及推动了桥梁事业的前进,同时也带来了一些急需解决的问题,预制梁由于日照、骤然降温等而产生温度应力和挠度。
温度作为一项重要的环境输入, 对桥梁结构状态的影响是不容忽视的。
本文通过引例对温度效应的分析、温度对混凝土的影响,提出了对桥梁挠度控制的建议。
关键词:温度挠度挠度计算应力和挠度控制一、引例先分析结构力学(一)力法中的一道例题由上面图7-17d可知,在不受任何外力作用只发生温度改变时的梁段也能产生很大的弯矩。
而在工程中,若不能考虑到这些问题,就会大大降低试件的寿命。
为保证工程质量, 已在预制梁生产过程中实行应力、应变和挠度“三控”。
使温度影响最小化。
下面看工程上温度和桥梁挠度的关联性二、温度对混凝土的影响混凝土拌和物是由水泥、集料、拌和用水及外加剂等物组成的混合物。
在混合物拌制过程及硬化过程中主要发生的化学变化是水泥的水化反应,水泥水化速度与水泥细度有关,同时也是随着温度的变化而变化的,温度越高,反应越快。
简言之,如果说温度是按算术级数升高的话,那么反应速率是在实用的温度范围内以每升高10 ℃大约增长70%的速率按几何级数增长的,反之亦然。
由此可见,水化反应速率要比温度的变化强烈得多。
同样给低温条件下混凝土的强度增长速率提供了研究依据。
与此同时,温度还对混凝土的裂缝形成也有很大的影响。
气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。
当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。
在施工中混凝土由最高温度冷却到使用时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。
有时温度应力可超过其他外荷载所引起的应力和挠度。
下面列举工程上一种由温度引起的挠度计算方法三、计算图式及其挠度计算1、计算图式由温度引起预应力混凝土预制梁的温度应力和挠度的计算图式, 见图1 。
(图中x轴与预制梁截面重心轴重合)。
图1 温度引起预应力混凝土预制梁的挠度计算图式2、挠度计算YT1的计算由日照引起预制梁产生的挠度YT1可按下式计算:Nt =A1·T1·a·Eh (8)MT1 =N1·e (9)式中:Nt 为在预制梁顶板重心处由温差引起的纵向力, 以拉力为正, 压力为负;A1 为预制梁顶板截面面积;T1 为由日照引起预制梁顶板与其它部分温度差, 升温为正, 降温为负,e 为预制梁顶板截面重心至截面重心轴的距离;L 为预制梁计算跨径;YT1 为Nt 在预制梁跨中截面处引起的挠度值。
温度对梁跨结构应变测试结果的影响
结构有关部位的应变 , 可以了解其在 荷载作用下 的应力分 布 及 内力情况 , 从而 了解结构 的性 能和承载能力 , 因此 , 结构试 验一般情况下都要进行应变测试 。
结构试验根据试验 目的、 试验 内容 的不 同 , 的试验 在 有 半天 、 一天 内完 成 , 的试 验要持续 一个月 , 至一年 时间 , 有 甚 有的试 验在室内进 行 , 的在结构现 场、 有 野外进 行 , 些结构 这
( p f i l n ier g De.o v gnei ,He o gi gIsi t f eh oo y C iE n i n j n tueo cn lg ,Habn1 0 5 , hn ) l a n t T ri 5 0 0 C ia
Ab ta t I a h kn fs r c u ets lm u tc ry o h tan ts e e al ,t ee p rm e tb t a — sr c :n e c i do tu t r e tal s a r n t esr i etg n r l y h x ei n o h c r re n i h o m n u sd .c nb fu n e y e vr n n a t r nv r sk n s u h e ea iso nt er o a d o t ie a ei le c db n io me t co so a i id ,b t et mp r . n f e t
应变测试是结构试验 中非常重要 的试 验 内容 , 通过测试
系数不 同, 在温度变化时两者的变形不一 致, 产生 相对应变 , 它不是荷载效应 பைடு நூலகம் 使测试 结果产生误 差 ; 应变计 本身 的传 ② 感特性在温度变化 时会发 生变化 , 测试 结果 产生误 差, 使 例
大跨梁桥悬臂施工期间温度效应监测与分析
o lpep it h o i e n h elcino ahcrep n igp it f h i i e a f mut l onsi teb xgr r dtedf t f c orso dn on emangr rw s i n d a e o e ot d
s n h o o sym e s rd y c r n u l a u e .Th e e au e g a in n t e b x gr e eie r m h e p r t r il et mp rt r r de ti h o id rd rv d fo t e tm e a u e fed e p rm e twa p l d t h an gr e t sr cu e n h n t e a ay ia ac lt n r s l o x e i n sa p i o t em i id r wi T-tu t r ,a d t e h n l t 1c lu ai e u t f e h c o
大跨梁桥悬臂施工期 问温 度效应监测与分析
张 通
( 三门峡市公路局 , 河南 三门峡 4 20 ) 7 00
摘要 :分析大型桥 梁施工期间温度对 主梁 线形 的影响. 以主梁悬臂施工 中的某大桥为 工程 依托, 进行 温度场 实验. 同步测量箱梁 多点 的温度和主梁各测点 的挠度, 将温度场 实验 总结 出的箱 梁的温度梯度作 用于 T构 的主梁 , 将挠 度 的计算结果与实测结果进行 比较. 发现理论计算 中 T构 两侧 对称测 点的挠度 基本相等 , 而实 际测量 中则 出现 了 不对称 下挠. 温度梯度会使悬臂施工 中的主梁产 生较大的挠度 , 临时支墩温度场会 引起 T构两侧 悬臂 的不对称 下
挠.
用人工神经网络方法估计桥梁在温度作用下的挠度行为
直观 的参数之一, 荷载与环境的作用、 结构材料的变异都可以通过挠度的变化表现 出来。但是通常所测 得的挠度是桥梁在环境温度、 车辆荷载等综合作 用下的总响应, 而不同荷载条件作用可以使得结构产生
同样的挠 度 , 由于 不 同的荷 栽条 件 可 以引起 同样的挠 度但 是 产生 不 同的应 力 , 因此将 挠度 分 类是十 分 必 要 的 。本 文 尝试 用神 经 网络方 法通过 实测 值 来模 拟 温 度 与挠度 之 间的 非 线性 关 系, 用 它 来预测 桥 梁 并
Ab ta t Brd e d fe to s t s n u t n si a a t ri h rdg ni rn y tm ,wh c e e t sr c i g e cin i he mo ti t ii itc p rmee n t e b l o i e mo t i g s se o ih r f cs l te efc fv h c e la n n io me ta o nd t e b d e W h l n lzn e d me s r d d fe t n o h fe to e il o d a d e v r n n ru h r g . i ie a ay i g f l a u e e ci f a i l o b d e,i i e e s r t e a ae t e i t ga e r s o s o h d fe to a s d b d fe e t ef cs Th i r g t s n c sa y o s p r t h n e r t e p n e f t e e c in c u e y i r n fe t. l f e a t o st o u e a t c a u a ewo k meh d t i lt h o ln a ea in ewe n tmp r t r n u h r r t s ri ilne r ln t r t o o smu ae t e n n i e rrl to s b t e e e au e a d y i f d fe t n o rd e e ci fb i g s,a d p e i tt e d fe to fb dg n e e an d srb to ftmp r t e l o n r d c h e c in o r e u d rc r i it u in o e e aur .Th fe — l i t i ede c l t n c n b e a ae rm h o e r s o e. i a e s p rt d fo t e wh l e p ns o Ke wo d b d e,mo io i g s se ,a i c a e a t r y rs i r g n trn y t m ti r f iln ur lnewo k,de e to l f c in
211026803_轨交桥梁挠度与温度变化关系研究
价值工程0引言上海地铁11号线跨沪宁高速公路桥(以下简称G2桥)自2013年开通运营以来,该桥年度跨中挠度呈无规律的反复增加减少,变化较为明显。
该桥为三跨预应力变截面连续箱梁混凝土桥,箱梁采用单箱单室直腹板形式,跨径组合为75.5m+129m+75.5m=280m ,中跨为主要的监测区域。
按照现行桥梁监测规范,挠度预警值和安全值分别为56mm 和80mm 。
而最新测量值显示桥梁跨中挠度已远超预警值,临近安全值,目前已接近临界状态。
因此需对该桥梁的变形情况予以重点关注,并根据未来一段时间内有效的监测数据对桥梁安全性进行评估。
由于历史人工测量数据存在监测频率低、数据量少,大气环境温度无法反应桥梁真实温度等问题。
为了评估目前桥梁的真实健康状况,本文采用桥梁挠度与温度自动化测量系统,对该桥挠度异常情况进行了长期监测,采集了温度变化下桥梁变形的真实数据,并分析了桥梁变形与温度变化之间的规律,得到了温度与挠度之间的线性拟合关系。
根据相关结论,本文建议在根据监测数据评估桥梁安全性时,宜考虑温度因素对现行挠度预警模型的影响。
1监测数据分析1.1挠度整体变化规律分析G2桥挠度监测周期为2013年末至2022年初,历史挠度数据采用人工水准测量方法,利用监测点高程数据计算桥梁跨中挠度。
根据G2桥跨中挠度历时变化曲线可以看出,自2013年底G2桥开通运营以来,总体上桥梁跨中挠度呈不断发展趋势。
另外,整体挠度监测曲线中不同时间的挠度监测数据中也出现了阶段性起伏,说明桥梁挠度变化并非呈持续下挠发展趋势,存在其他因素影响。
虽然人工观测较为方便,能一定程度上反应测量时桥梁的挠度情况。
但是不易分析其他因素对桥梁挠度的影响。
同时由于测量时间不连续及温度数据的偶然性,数据跨度较大容易导致忽视桥梁变形过程中的潜在规律。
图1为自有监测数据以来G2桥上行温度挠度变化曲线图。
由于监测前期并未意识到该桥挠度发展的严重性,所以总体监测频率较低,而且并未考虑到温度变化对桥梁挠度发展的影响,所以未对温度数据进行连续观测,只是取对应时间节点的环境温度作为桥梁的实际温度。
斜拉桥施工阶段温度对主梁的影响
斜拉桥施工阶段温度对主梁的影响
杨新华
【期刊名称】《交通世界》
【年(卷),期】2024()13
【摘要】大跨径箱梁斜拉桥施工阶段,外界温度变化会使箱梁挠度出现显著变化,影响成桥质量。
为了解温度变化对主梁的影响情况,依托某公路桥梁工程实践,针对斜拉桥施工阶段温度对主梁的影响效应进行综合探究,通过对主梁顶板、腹板、底板温度的监测,得到各部位温度变化情况,借助BDCMS软件建立有限元模型,计算拟合温度场下主梁挠度值,并与实际测量数值进行比较。
结果显示:斜拉桥主梁挠度与温度变化呈负相关关系,温度升高梁端呈下挠状态,温度降低梁端呈上挠状态。
【总页数】3页(P142-144)
【作者】杨新华
【作者单位】山西交通控股集团有限公司大同高速公路分公司
【正文语种】中文
【中图分类】U445.4
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温度与桥梁跨中挠度的关联性分析
摘要:近年来,预应力混凝土桥梁的高速发展及推动了桥梁事业的前进,同时也带来了一些急需解决的问题,预制梁由于日照、骤然降温等而产生温度应力和挠度。
温度作为一项重要的环境输入, 对桥梁结构状态的影响是不容忽视的。
本文通过引例对温度效应的分析、温度对混凝土的影响,提出了对桥梁挠度控制的建议。
关键词:温度挠度挠度计算应力和挠度控制
一、引例
先分析结构力学(一)力法中的一道例题
由上面图7-17d可知,在不受任何外力作用只发生温度改变时的梁段也能产生很大的弯矩。
而在工程中,若不能考虑到这些问题,就
会大大降低试件的寿命。
为保证工程质量, 已在预制梁生产过程中实行应力、应变和挠度“三控”。
使温度影响最小化。
下面看工程上温度和桥梁挠度的关联性
二、温度对混凝土的影响
混凝土拌和物是由水泥、集料、拌和用水及外加剂等物组成的混合物。
在混合物拌制过程及硬化过程中主要发生的化学变化是水泥的水化反应,水泥水化速度与水泥细度有关,同时也是随着温度的变化而变化的,温度越高,反应越快。
简言之,如果说温度是按算术级数升高的话,那么反应速率是在实用的温度范围内以每升高10 ℃大约增长70%的速率按几何级数增长的,反之亦然。
由此可见,水化反应速率要比温度的变化强烈得多。
同样给低温条件下混凝土的强度增长速率提供了研究依据。
与此同时,温度还对混凝土的裂缝形成也有很大的影响。
气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。
当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。
在施工中混凝土由最高温度冷却到使用时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。
有时温度应力可超过其他外荷载所引起的应力和挠度。
下面列举工程上一种由温度引起的挠度计算方法
三、计算图式及其挠度计算
1、计算图式
由温度引起预应力混凝土预制梁的温度应力和挠度的计算图式, 见图1 。
(图中x轴与预制梁截面重心轴重合)。
图1 温度引起预应力混凝土预制梁的挠度计算图式
2、挠度计算
YT1的计算
由日照引起预制梁产生的挠度YT1可按下式计算:
Nt =A1·T1·a·Eh (8)
MT1 =N1·e (9)
式中:Nt 为在预制梁顶板重心处由温差引起的纵向力, 以拉力为正, 压力为负;
A1 为预制梁顶板截面面积;
T1 为由日照引起预制梁顶板与其它部分温度差, 升温为正, 降温为负,
e 为预制梁顶板截面重心至截面重心轴的距离;
L 为预制梁计算跨径;
YT1 为Nt 在预制梁跨中截面处引起的挠度值。
式中:Tgm为各公路自然区最大温度梯度推荐
δ为预制梁顶板厚度
YT 2的计算
由日气温变化引起预制梁产生的挠度YT 2可按下式计算:
预制梁跨中截面挠度YT 的计算
知道了施工过程和试件运行阶段的温度变化范围就可以求出其应力和挠度的最大值。
从而达到制作试件时对预应力的控制。
四、对桥梁挠度控制的建议
基于材料力学的角度提出自己的观点
1、混凝土浇筑的降温措施
(1)夏季浇筑混凝土前,准备工作全部到位,施工设备备置齐全,能保证连续浇筑; 通过各种措施保证混凝土从搅拌机到入模的时间,尽量缩短浇筑时间,浇筑完成后尽快开始养护。
( 2) 混凝土浇筑完成后立即采用遮阳棚进行覆盖,并加快混凝土的收面速度,收面时可用喷雾器喷少量水防止表面裂纹,但不准直接往混凝土表面洒水。
如混凝土表面有泌水时不能进行修整。
当发现混凝土有塑性收缩开裂的可能性时,采取措施控制混凝土表面的水分蒸发,覆盖土工布。
2、混凝土养护的降温措施
混凝土抹面收光后,立即采用土工布进行覆盖养护。
拆除内模后,对箱内腹板喷洒养护剂进行养护。
派专人负责养护工作,洒水使混凝
土处于湿润状态为度,养护时间为14 d,能满足混凝土硬化和强度增长的要求,使混凝土强度达到设计要求。
以上对混凝土的施工温度控制进行了理论和实践上的初步探讨,具体施工中要靠在施工现场操作中多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种处理措施,温度对混凝土的影响是会减小到最小化的。