整体温度变化对钢管拱桥结构应力的影响
- 格式:pdf
- 大小:53.97 KB
- 文档页数:2
钢管混凝土拱桥温度问题研究综述
为了解决钢管混凝土拱桥温度问题,近几十年来,国内外学者对其进行了大量的研究,并取得了一定的成效。
本文对近年来相关研究进行综述,将其分为以下几个部分:
1. 温度场及温度分布分析。
这一部分主要探讨钢管混凝土拱桥温度场的形成机制及温度分布规律,主要分析方法有:实验法和数值模拟法。
2. 标准规范概述及讨论。
分析室内外环境条件下,钢管混凝土拱桥的温度分布,并结合相关规范和标准,讨论温度对拱桥性能的影响。
3. 传热特性分析。
这一部分分析钢管混凝土结构与周边环境的热转移特性,主要方法有温度交换率法、静热元法、热流密度法、量子力学理论等。
4. 大尺度温度特性分析。
根据实验测量结果计算钢管混凝土拱桥温度断面特性,并建立大尺度温度场数学模型,综合考虑日变暖、夜凉以及材料导热等因素。
本文的研究结果和讨论可为有效地把握钢管混凝土拱桥温度场及其影响因素,从而正确建造及维护钢管混凝土拱桥,提供有益参考。
大跨度中承式钢管混凝土提篮拱桥温度效应分析大跨度中承式钢管混凝土提篮拱桥是指由钢管和混凝土共同组成的拱形结构,用于跨越较大的河流、高速公路等地形障碍物。
在桥梁的设计和施工过程中,需要考虑桥梁在温度变化下的影响,因为温度变化会导致桥梁结构的伸缩和形变。
本文将对大跨度中承式钢管混凝土提篮拱桥温度效应进行分析。
在大跨度中承式钢管混凝土提篮拱桥的设计过程中,桥面铺设预制混凝土树脂防滑层,钢管中填充混凝土,形成提篮状结构。
在实际使用中,桥梁会受到外界环境温度的影响,温度的变化会导致桥面和钢管的伸缩和形变。
因此,需要对桥梁在温度变化下的效应进行分析。
首先,我们来分析温度变化对桥面的影响。
当温度升高时,构成桥面的混凝土板会发生膨胀,使得桥面板的长度变长。
相反,当温度降低时,混凝土板会发生收缩,使得桥面板的长度变短。
这种长度的变化会导致桥梁产生伸缩应变,进而影响桥梁的整体稳定性。
因此,在设计和施工中,需要根据实际情况考虑混凝土板的伸缩系数,合理预留伸缩缝,以减小温度变化对桥面的影响。
其次,我们来分析温度变化对钢管的影响。
钢管具有较好的承载能力和抗弯刚度,能够有效支撑桥面的负荷。
然而,温度变化会导致钢管产生热胀冷缩的现象,从而引起钢管的伸缩和形变。
这种伸缩和形变会影响钢管与混凝土之间的粘结性能,进而影响整个提篮拱桥的稳定性。
因此,在设计和施工中,需要采取相应的措施来减小温度变化对钢管的影响,如在钢管和混凝土之间设置隔热层,以减小温度变化对钢管的传导效应。
此外,温度变化还会导致混凝土的收缩和膨胀。
混凝土的收缩和膨胀会使得桥面产生应力和变形,进而影响桥梁的整体稳定性。
因此,在设计和施工中,需要根据混凝土的收缩膨胀系数,合理选择混凝土的配比和材料,以减小温度变化对混凝土的影响。
综上所述,大跨度中承式钢管混凝土提篮拱桥在设计和施工过程中需要充分考虑温度变化对桥梁的影响。
在桥面、钢管和混凝土的选择和配比中,需要考虑温度变化对其造成的影响,合理安排伸缩缝,采取有效的隔热措施,以保证桥梁的稳定性和安全性。
温度对CFST系杆拱桥静力性能的影响研究杨阳;杨宏平【摘要】钢管混凝土系杆拱桥作为一个内部高次超静定的结构,在使用阶段桥梁的整体性已经形成,温度必将对结构的内力和位移产生影响.针对该影响,本文以某钢管混凝土系杆拱桥为例,基于有限元分析方法,建立三维有限元模型,分析了温度对钢管混凝土拱桥静力性能的影响.结果表明,温度会显著影响拱肋位移、吊杆力及系梁弯矩.在钢管混凝土系杆拱桥的设计和长期静力性能分析中,应该充分考虑温度的影响,以增加设计和静力性能分析的准确性和可靠性.【期刊名称】《铁道建筑技术》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】5页(P13-16,59)【关键词】温度;钢管混凝土;系杆拱桥;静力性能;影响研究【作者】杨阳;杨宏平【作者单位】陇东学院土木工程学院甘肃庆阳745000;陇东学院土木工程学院甘肃庆阳745000【正文语种】中文【中图分类】U442.5+91 引言钢管混凝土系杆拱桥作为一种新型的桥型,主要是由拱肋、吊杆、系梁(系杆)三者组成的受力平衡结构体系,系梁为主要受力构件,吊杆属局部受力构件,起传递荷载的作用。
整体以轻巧的结构、美观的造型、超强的跨越能力等优势,往往作为城市和线路的标志性建筑物,近20余年来在我国得到了迅速的推广与应用。
但该桥型技术复杂,施工难度大,已经暴露和潜在的问题还有很多,对该类桥型设计理论的研究还相对落后于工程实践,亟待广大工程技术人员在实践中不断探讨和完善[1]。
熊红霞[2]等以某中承式钢管混凝土系杆拱桥为例,建立了拱桥的有限元计算模型,研究了不同矢跨比、拱轴系数、主拱拱肋含钢率等设计参数对拱桥各控制截面内力、应力、位移变化的影响规律;耿悦[3]等建立钢管混凝土拱桥有限元分析模型,分析施工过程对钢管混凝土拱桥长期静力性能的影响;许永吉[4]等以两跨钢-混凝土连续组合梁模型和刚架拱桥的环境振动测试为基础,分析了温度变化对桥梁动力特性的影响;彭桂瀚[5]对一座钢管混凝土系杆拱桥进行计算分析,研究了钢管混凝土系杆拱桥吊杆布置形式对结构稳定与动力性能的影响;张通[6]基于BP神经网络模型,研究了温度对大型桥梁模态频率的影响;朱亚飞[7]等以下承式钢管混凝土拱桥为研究对象,建立了拱桥三维数值模型,分析了不同温度作用下拱桥的振动特性;杨阳[8]研究了徐变对大跨度钢管混凝土系杆拱桥静力性能的影响;白艳[9]以宝兰客专兰州市武威路中桥为背景,考虑钢管内核心混凝土与梁体混凝土所处环境,依托有限元分析软件研究了成桥后不同时间收缩徐变对钢管混凝土拱桥静力性能的影响;马祥春[10]结合天津南港铁路工程有砟轨道双线96 m钢管混凝土系杆拱桥,利用Midas Civil建立模型,分析了不同拱圈落架方案对拱圈控制截面变形和内力的影响;黄云[11]等以一座跨径为254 m的下承式钢管混凝土系杆拱桥为例,分析研究了钢管混凝土系杆拱桥空间稳定性;杜迎东[12]等研究了钢管混凝土系杆拱桥拱肋内混凝土不同浇筑工序的差异。
钢管混凝土拱桥合龙及温度次内力
徐旭东
【期刊名称】《建筑技术开发》
【年(卷),期】2022(49)5
【摘要】钢管混凝土拱桥为超静定结构,温度变化、主梁收缩徐变等会使主梁和拱肋中产生次内力。
针对某1~80 m钢管混凝土拱桥,开展了整体温度和局部温度变化分析及后浇带影响主梁沉降和收缩徐变的分析。
结果表明:整体温度变化所引起的温度及内力效应最小,拱肋温度变化会产生最大的位移效应,而主梁温度变化会引起最大的内力效应;拱肋温度上升及下降时,主梁与拱肋均会产生同步、同方向的位移变化趋势,同时会在全桥范围内尤其是梁体跨中产生更大的内力效应;与升温过程相比,主梁降温会在全桥范围内尤其是梁体跨中及端部产生更大的内力效应,主梁降温15℃时,引起的最大轴力为跨中的-17448 kN,最大弯矩为梁端的5434 kN·m,主梁降温15℃时,在拱脚局部出现了大于2 MPa的拉应力,主梁降温对于拱脚受力更为不利;最后,从混凝土初凝时间和主梁沉降、收缩徐变3个方面论证了设置主梁后浇带的必要性和重要性,表明一次浇筑主梁所产生的收缩变形等同于主梁降温13℃的变形效应,设置后浇带,减少了结构因混凝土收缩产生的裂缝,也可起到补偿结构在施工过程中的几何缺陷、降低结构次内力以及方便施工等作用。
【总页数】6页(P95-100)
【作者】徐旭东
【作者单位】河南城际铁路有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U446.1
【相关文献】
1.钢管混凝土拱桥收缩次内力计算
2.钢管混凝土拱桥拱肋截面钢管和砼的内力分配问题
3.混凝土压注工序对钢管混凝土拱桥内力分布的影响研究
4.桁架式钢管混凝土拱桥合龙时温度影响对策与计算方法
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
高温对桥梁结构的影响研究随着气候变化和环境污染的日益严重,高温天气的出现频率也越来越高。
由于建设和维护桥梁的成本较高,设计者和工程师需要考虑各种因素来确保桥梁的安全性和可靠性。
高温天气对桥梁结构的影响是一个重要的研究领域,其中包括材料膨胀、承载能力降低和结构稳定性等方面的因素。
首先,高温天气会导致桥梁材料膨胀。
钢和混凝土是建造桥梁常用的材料,而高温会使得这些材料的体积膨胀。
具体而言,混凝土在高温下会发生膨胀,这可能导致结构的变形和裂缝的出现。
此外,钢材也会因为高温而膨胀,这可能影响到桥梁的稳定性和承重能力。
因此,工程师需要在设计和施工过程中考虑到这些因素,以确保桥梁能够承受高温环境的影响。
其次,高温天气还会降低桥梁的承载能力。
高温会引起结构材料的软化和降解,从而影响桥梁的承载能力。
例如,混凝土在高温环境下会失去一部分强度,这可能导致桥梁受力区域的破坏。
此外,高温还可能使得桥梁内部钢材的强度下降,从而减少其承载能力。
因此,在桥梁设计和施工过程中,工程师需要对高温下的桥梁承载能力进行充分的考虑和评估,以确保桥梁在高温环境下的安全性。
最后,高温天气还会对桥梁的结构稳定性造成影响。
高温会引起桥梁结构的膨胀和变形,从而可能导致结构的不稳定。
例如,某些桥梁的拱形结构在高温下可能变得不稳定,因为热胀冷缩会使得拱脚之间的距离发生变化。
此外,高温还可能导致桥梁材料的脆化,从而增加结构的破裂风险。
因此,工程师们需要采取合适的措施来确保桥梁在高温环境下的结构稳定性。
综上所述,高温天气对桥梁结构的影响是一个重要的研究领域。
工程师们需要充分考虑材料膨胀、承载能力降低和结构稳定性等因素,以确保桥梁在高温环境下的安全性和可靠性。
未来的研究应该进一步探索高温对桥梁结构的影响,并提出相应的解决方案,以应对日益严峻的气候变化和环境污染带来的挑战。
温度场对结构性能的热力学影响在工程领域中,温度是一个非常重要的参数,它对结构的性能有着深远的影响。
温度场的变化会导致结构材料的热膨胀或收缩,从而引起结构的形变和应力的产生。
本文将探讨温度场对结构性能的热力学影响,并分析其在不同工程领域中的应用。
首先,温度场对结构的热膨胀和收缩起着至关重要的作用。
当结构材料受热时,分子内部的热运动增加,导致分子间的距离增大,从而使材料的体积膨胀。
相反,当结构材料受冷时,分子内部的热运动减小,分子间的距离减小,导致材料的体积收缩。
这种热膨胀和收缩的变化会引起结构的形变,进而影响结构的性能。
例如,在桥梁工程中,温度的变化会引起桥梁的伸缩缝发生变形,从而影响桥梁的整体稳定性。
其次,温度场对结构材料的性能也会产生应力的影响。
当结构受到温度变化的影响时,材料内部会产生热应力。
热应力是由于材料的热膨胀或收缩引起的,它会导致结构的变形和应力的产生。
如果结构材料的热膨胀系数不均匀,或者结构的形状复杂,热应力会更加明显。
这种热应力的影响可能导致结构的破坏或失效。
因此,在工程设计中,必须考虑到温度场对结构的热应力影响,以保证结构的安全性和可靠性。
温度场对结构性能的热力学影响不仅在土木工程中有重要应用,还在航空航天、电子设备等领域中发挥着重要作用。
例如,在航空航天工程中,航空器在高速飞行过程中会受到空气摩擦引起的高温影响,这将导致航空器材料的热膨胀和应力的产生。
为了保证航空器的安全性和性能稳定,必须对温度场进行精确的分析和设计。
在电子设备领域,温度场对电子元件的性能也有着重要影响。
电子元件在工作过程中会产生热量,如果不能及时散热,温度将升高,从而影响电子元件的工作性能和寿命。
因此,在电子设备设计中,必须合理设计散热系统,以保证电子元件的正常工作和寿命。
总之,温度场对结构性能的热力学影响是一个非常重要的问题。
温度的变化会引起结构材料的热膨胀或收缩,从而导致结构的形变和应力的产生。
这种热力学影响在土木工程、航空航天、电子设备等领域中都有着广泛的应用。
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。
钢-混凝土组合梁桥温度作用及效应综述
钢-混凝土组合梁桥是一种常见的桥梁结构,由钢和混凝土材料组合而成。
在桥梁的使用过程中,温度是一个重要的外部因素,会对梁桥产生一定的影响。
温度变化会导致梁桥的热胀冷缩效应。
当桥梁受到温度变化的影响时,钢和混凝土会由于热胀冷缩而发生变形。
钢材和混凝土的热胀系数不同,因此在温度变化时会产生应力,并对桥梁结构产生影响。
如果没有采取相应的措施,热胀冷缩会导致梁桥产生裂缝、变形等问题。
温度变化还会对梁桥的荷载传递性能造成影响。
由于温度的变化,梁桥可能会发生伸缩变形,这会对梁桥的荷载传递性能产生影响。
当温度变化引起梁桥产生伸缩变形时,桥面板与支座之间的接触面积可能会发生变化,这会改变荷载传递的路径和方式。
如果荷载传递不均匀或传递路径发生变化,可能会导致桥梁结构的不稳定性,甚至造成桥梁的损坏。
温度变化还会对梁桥的材料性能产生影响。
钢材和混凝土在不同温度下的性能会有所变化。
例如,钢材在高温下可能会失去一部分强度,而混凝土在高温下可能会发生膨胀和开裂。
因此,在设计梁桥时,需要考虑材料在不同温度下的性能变化,以保证桥梁的安全可靠性。
温度是一个重要的外部因素,会对钢-混凝土组合梁桥产生影响。
在桥梁设计和施工过程中,需要考虑温度变化对梁桥的热胀冷缩效应、荷载传递性能和材料性能的影响,并采取相应的措施来保证梁桥的安全可靠性。
只有在充分考虑温度作用及其效应的前提下,才能设计和建造出符合要求的钢-混凝土组合梁桥。
桥梁断裂是否与天气有关?一、气候因素对桥梁断裂的影响1. 温度变化引发的热胀冷缩效应(300字)高温天气会导致桥梁材料的热胀冷缩,从而引发断裂。
当桥梁受到高温照射时,材料会膨胀,并产生内应力。
而在夜晚温度下降时,桥梁又会收缩。
受到持续的热胀冷缩过程的影响,桥梁的结构会逐渐受到损伤,甚至导致断裂。
因此,在夏季高温天气中,桥梁的结构安全性需格外关注。
2. 雨水侵蚀与腐蚀(300字)桥梁常常面临雨水的冲刷,尤其是在降雨量较大的时候。
雨水的侵蚀不仅会损害桥梁外表的涂层等保护层,还会渗入到混凝土或金属材料内部,引起腐蚀。
随着时间的推移,腐蚀引起的损伤逐渐积累,如果得不到及时修复,就会导致桥梁的断裂。
因此,在雨季来临之前,对桥梁结构进行防水、防腐等措施至关重要。
二、天气对桥梁断裂的其他研究1. 风力对桥梁的影响(300字)高风速的天气对桥梁的影响不容忽视。
强风可以对桥梁的结构产生巨大的外力,这对于本身就可能存在缺陷的桥梁来说尤为危险。
很多桥梁断裂事故都显示,强风是造成断裂的重要原因之一。
因此,针对不同地区的气候特点,建设桥梁时应考虑风力因素,采取相应的防护措施。
2. 岩土地质条件与桥梁断裂(300字)地质条件是影响桥梁断裂的另一个重要因素。
某些地区的特殊地质条件会增加桥梁结构的脆弱性,从而导致断裂事故的发生。
例如,地震频发地区的桥梁,在地震时很容易出现结构破坏与断裂。
此外,一些地质条件下容易产生地滑、土壤沉降等现象,也会对桥梁的稳定性造成威胁。
因此,对于地质条件特殊的区域,需要在桥梁设计和建设中,充分考虑这些因素。
三、对桥梁结构的高级备案和维护方法1. 高温天气下的防范与维护(300字)在高温天气下,桥梁的维护工作显得尤为重要。
在桥梁选材和施工过程中,需要选择能够承受高温环境的材料,以减少热胀冷缩所带来的影响。
此外,定期检查和维护桥梁的膨胀缝、伸缩缝等部位,及时进行补充和修复,能有效降低断裂的风险。
2. 雨季防水与防腐工作(300字)雨季是桥梁潮湿腐蚀风险最高的时期。
浅谈连续钢构施工中温度对桥梁施工的影响摘要:连续钢构桥施工过程中,阳光照射引起的梁体温度变化或梁体温度梯度,不仅影响桥梁施工线形的控制、而且影响成桥内应力,在施工中必须予以考虑,来减少温度引起的不利影响。
关键词:连续钢构桥;温度;影响中图分类号:tu74 文献标识码:a 文章编号:1 温度对高墩墩身墩顶施工的影响1.1 温度对墩身墩顶标高的影响由于混凝土热胀冷缩的性质,在温度升高的时候膨胀,在温度降低的时候收缩,矮墩施工温度影响不大,但高墩影响就不能忽略了,在确定墩顶标高时,除了墩身混凝土收缩徐变、墩顶箱梁压缩影响外,更要考虑温度对墩顶标高的影响。
1.2 温度对墩身垂直度的影响温度对高墩墩身垂直度的影响是由于阳光侧向照射,在墩身截面,必然引起温度梯度,温度高的一侧热膨胀大,温度低的一侧膨胀小,不均匀的膨胀必然引起墩身不垂直,向温度低的一侧弯曲,如果这时仍然按照普通矮墩控制,桥梁墩身必然出现很多折线,影响墩身外观,如何解决?最简单的办法在墩身横截面温度梯度为0时,即早晨太阳出来前进行墩身垂直度观测,调整模板,控制墩身垂直度,这就要求合理安排工序和人员,将高墩模板调整放在太阳出来前进行测量放样。
2 温度对大跨度径连续钢构悬臂浇注施工控制的影响2.1 温度对桥梁轴线的影响在大桥箱梁悬浇施工中,经常发现所测的轴线复测时不在同一轴线上(偏离1~2㎝),特别是悬臂较长时,影响越大。
到20段后,偏离达到2㎝,经过仔细分析,认为技术上的原因有两条:①可能是悬浇块件一侧两腹板浇注重量不平衡,偏载过大导致浇注混凝土前端轴线偏转,离开轴线造成的;②温度的影响:每段箱梁放样轴线时,时间不同,温度有别,阳光侧向照射引起箱梁腹板温度梯度不同,向温度低的一侧翘曲。
施工控制时监控单位只考虑了温度对桥梁标高的影响,而忽略了对桥梁轴线的影响,解决的办法是在太阳出来前半小时或阴天、小雨天放样轴线、另外,上部结构连续现浇箱梁在确定高墩墩顶轴线时,也要选择在温度梯度为0时测量,避免成桥后上部结构中心不在桥梁中心上。
钢管混凝土拱桥施工温度效应研究综述摘要:钢管混凝土拱桥作为一种新兴桥型,以其充分利用材料、轻巧、美观的特性,迅速在我国桥梁工程中占有一席之地。
但是温度效应的变化,对于钢管混凝土拱桥影响非常显著,特别是在施工吊装阶段。
本文主要介绍了温度对钢管混凝土拱桥施工吊装的影响,总结了工程中常用的施工控制方法,拱肋吊装修正方法,以及基于无应力状态的结构调整方法。
关键词:钢管混凝土;拱桥施工;温度;前言随着西部大开发,交通基础设施飞速发展,钢管混凝土拱桥作为一种新兴的桥型,以其充分利用材料、轻巧、美观的特点,迅速在我国桥梁工程中占有一席之地。
尤其是在云贵川等多山区地段,钢管混凝土拱更具有得天独厚的优势。
目前已建成的钢管混凝土中承式拱桥中2020年即将竣工的广西平南三大桥,在现有的中承式拱桥中以575米的跨度排名第一。
尽管工程上跨径一再开创新的记录,钢管混凝土拱桥的理论还需要很多深入研究,温度效应便是其中的关键。
1 钢管混凝土拱的温度效应1.1 温度对钢管混凝土拱的影响钢管混凝土拱从拱肋材料到截面再到施工方法,都与传统的混凝土拱、钢拱桥有着较大差别,其温度效应对于钢管混凝土拱的影响,也有着自身的特性。
Bruce Hunt、Nigel Cooke通过研究指出桥梁结构温度变化引起的温度应力与活载和自重引起的应力在同一量级。
特别是在预应力混凝土箱梁桥中,温度应力是产生裂缝的主要原因之一。
因此,在施工过程中,必须注意温度的变化,并考虑温度的影响。
一般可以把气温变化划分为日照温差、年度气温变化和气温骤降。
公路桥涵设计通用规范(JTG D60 2015)中[1]4.3.12条提出,桥梁结构由于均匀温度变形而产生的附加或约束变形的计算,应从结构受到约束时的温度入手,并考虑最大和最小有效温度效应。
一般来说,我们只考虑桥梁的垂直温度梯度效应。
至于钢管拱,则没有考虑横向温度梯度的影响。
罗月静提出,钢管表面最高温度可达到80℃,管内混凝土最高温度可达到50℃;收缩徐变完成后,相当于降温20℃,这就产生了-70℃温差,大直径钢管中导致与核心砼“脱空”现象严重,尤其是拱顶位置。
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。
桥梁温度应力以下是有关桥梁爱好者对钢桥温度应力的体会,望大家一起讨论:1、桥梁设计中考虑温度应力时有两种温度变化情况,一是我们所谓的体系温差,即结构的所有杆件温度变化量相同,如冬天与夏天的温差。
二是日照或寒流引起的温度变化,杆件之间由于在结构中的位置不同,温度也不同,这种温差一般应参照实测结果取用。
如对于混凝土梁,由于日照产生的上下缘温差一般在10度左右(以前采用5度,近来认为太低),钢梁桥是否更大,我没有概念。
但我想桥面温度不一定就是代表杆件温度。
2、年温度变化幅度为最高和最低月平均温度的变化值,对混凝土桥来说,要定设计时采用的温度值,还必需考虑施工的合拢温度,举个例子来说:若年变化幅度为32度,合拢温度为10度,则计算时采用的温度为22度。
它对桥梁下部结构的受力起控制性的作用;对于日照或降温,通常以温度梯度的形式加到结构上,它对桥梁上部结构尤其是混凝土箱形梁起控制作用,至于温度值的确定,各国规范均有不同的规定,具体可参考相关规范。
3、设计温度是指成桥的温度应力为零的温度。
一般在安装时尽量按设计温度进行。
但如果安装时设计温度与实际温度不符,必要时可以调整结构内力。
如卢浦大桥合龙时比设计温度高,最后只好采用顶推办法。
4、对于大型的钢拱桥来讲,虽然一年、一个月、一天的温度都在变化,单单就我们测得的温度数据(半年的时间段,每半个小时测一次)观看,其温度变化符合正弦曲线变化规律,而且这种特种非常明显。
一个月的时间段还是一天的时间段都符合这种规律。
5、在我们测量的数据绘制图形中,偶尔有一些波动(我们收集的是结构的应力,同时记下相应时间的温度,这是一套自动测量设备),充分考虑各个方面的原因可能是风的影响。
6、在夏天的时候,钢拱桥的表面温度可以达到60摄氏度。
7、温度对整个结构的伸缩影响很大,就大型的钢拱桥而言,早晨和中午的变化可能在5cm左右。
钢管混凝土拱桥温度问题研究综述摘要:桥梁长期暴露于野外自然环境之中,不可避免受到环境温度、日照辐射等因素的影响,其温度效应较为显著,近年来国内外学者已开始关注温度作用对钢管混凝土拱桥的影响,普遍认识到温度作用会影响桥梁的线形、引起结构脱空、增加结构应力等,进而影响结构的安全。
关键词:钢管混凝土拱桥温度场温度效应1钢管混凝土拱桥温度场与温度效应研究现状钢管混凝土拱桥的大规模建设始于20世纪90年代,与混凝土桥梁不同,其核心混凝土被钢管外包,难以发现由温度应力引起的开裂、脱空等问题,温度效应造成的问题具有隐蔽性[1]。
同时钢管与混凝土材料的差异性导致其温度传导性也大不相同,其温度效应更为复杂。
因此,对钢管混凝土拱桥温度效应的研究也起步较晚,并且钢管混凝土拱桥在国外少有应用,相关研究主要集中于国内。
在温度场的研究方面,陈宝春等基于有限差分法对钢管混凝土截面温度场进行求解,并通过试验进行了验证。
范丙臣通过构件足尺试验得到了大气温度、日照等作用下的温度场,并对有效温度取值给出建议。
陈可、孙国富分别在实桥拱顶截面测得了日照下哑铃型截面单根管的温度场,并与有限元结果进行了对比。
李翔研究了位处高原山区的钢管混凝土拱桥温度梯度作用。
朱晓文对某四肢桁式钢管混凝土拱肋的截面日照温度场,通过理论与试验相结合的方式进行了分析,发现上哑铃截面温度要高于下哑铃。
刘振宇对一组横、竖放的钢管混凝土构件进行了日照温度场测试试验,也发现日照作用下构件的截面温度场有明显的非线性,且混凝土中心温度变化明显滞后于外界。
同样的,闫雯通过有限元分析与温度场实测试验,发现了钢管混凝土截面温度场突出的时变非线性和空间非线性。
在截面温度场的影响因素研究方面,汪鹤利用ANSYS建立拱肋截面平面模型,分析了截面倾角与直径等对温度场的影响,发现倾角对其影响不大,而直径越大温度变化越缓慢,且极值温度越小的规律。
金晓飞分析了不同方位对圆钢管、方钢管、工字钢3类钢构件表面日照温度分布的影响,得出构件与南北向夹角对温度场影响不大、构件截面面积与最大温度成正比的结论;然而刘红波却得出构件空间摆放方位对其温度场有很大影响的不同结论。