研究目的
评估严寒地区混凝土箱梁温度场分布特性,并通过实验与有限元模型(FEM)分析确定温度影响。
研究成果
严寒地区横截面温度场分布与现行规范存在显著差异。顶板翼缘温差不明显,而底板翼缘温差较大。太阳辐射下腹板温度高于顶板翼缘,冷却时则低于顶板翼缘。温度效应计算结果比采用现行规范竖向温度梯度得出的结果更为关键。温度荷载产生的拉应力可能导致裂缝。因此本研究建议:在中国西北严寒地区混凝土箱梁计算时,应采用桥址气象数据进行分析温度效应,而非简单套用规范。
研究不足
温度场测点布置有限,因而清晰地展现了严寒地区混凝土箱梁温度场的特征。难以准确反映材料热参数选取的实际情况;因此计算存在一定差异。
1:实验设计与方法选择:
基于传热理论和现场观测数据建立了温度场的二维有限元模型,评估了温度场的特征及规律变化。
2:样本选择与数据来源:
以2016年1月20日至2月20日期间混凝土箱梁的温度场数据作为研究对象。
3:实验设备与材料清单:
采用ABAQUS软件进行模拟分析,使用四节点线性传热四边形单元DC2D4建立二维温度场有限元模型。
4:实验流程与操作步骤:
研究利用ABAQUS评估严寒地区日出升温及寒潮降温时混凝土箱梁的温度场特征及规律变化。
5:数据分析方法:
温度场分析确定了箱梁的竖向及厚度方向,选取2015年7月22日06:00至22:00分析升温时的温度场,选取2015年12月12日20:00至12月13日08:00分析寒潮降温时的温度场。
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