混凝土工字梁温度效应试验研究
|
摘要
本文对混凝土工字梁进行了一系列的试验研究与分析,包括工字梁温度场和温度效应、温度反复作用对工字梁受力变形性能的影响。
通过人工控温的方法对工字梁模型进行了温度场及其效应的试验研究。根据实测数据,得到工字梁模型截面温差分布函数,采用有限元软件进行温度场仿真分析,对得到的分布函数进行了验证。根据实测温度场数据建立有限元分析模型,对温度效应进行分析,然后将实测温度效应数据与分析结果进行了比较,两者的变化趋势一致,表明工字梁温度效应试验的方法正确可信。
通过人工控制重复升温的方法对工字梁模型进行温差反复作用试验,对实测数据进行了分析,得出了在排除自重作用的情况下,工字梁顶板重复升、降温使工字梁发生了侧向变形,并找出了其中的变化规律,找出了工字梁发生侧向变形的原因。
In this paper, I carried out a series of research and analysis,including the beam temperature field, temperature effects and the repeated sunshine temperature in the role of the deformation performance of I-beam.
Take the research of temperature field and temperature effect on I-beam through artificially temperature increasing. According to the site collected temperature data, the paper brings forward the characters of the temperature field in I-beam, and the fitting gradient of I-beam that is the Chinese railway standard. According to the measured temperature field in the data set up finite element analysis model, analysis of temperature effects, and then the measured effect of temperature data and compared the results of the analysis, the two trends have been confirmed with a larger horizontal I-beam and vertical tensile stress . Model of the largest cross-section temperature and the temperature coefficient with the time change, by controlling the heating time and heating power can effectively simulate the real circumstances of the concrete I-beam and the effect of the temperature field. Through finite element analysis to explore the physical properties of the material on the hot I-beam temperature fields and effects.
Take the repeated action in the temperature difference on I-beam through artificially repeated temperature increasing. The experiment also tests the vary of deflection of I-beam with its dead weight and under prestressing force, the result of which is: the repeated action of temperature increasing can disharmonize the bottom strain of I-beam, which may lead to the downwarping of I-beam; the changing temperature has no obvious influence on the flexivity of simply-supported I-beam.
通过人工控温的方法对工字梁模型进行了温度场及其效应的试验研究。根据实测数据,得到工字梁模型截面温差分布函数,采用有限元软件进行温度场仿真分析,对得到的分布函数进行了验证。根据实测温度场数据建立有限元分析模型,对温度效应进行分析,然后将实测温度效应数据与分析结果进行了比较,两者的变化趋势一致,表明工字梁温度效应试验的方法正确可信。
通过人工控制重复升温的方法对工字梁模型进行温差反复作用试验,对实测数据进行了分析,得出了在排除自重作用的情况下,工字梁顶板重复升、降温使工字梁发生了侧向变形,并找出了其中的变化规律,找出了工字梁发生侧向变形的原因。
In this paper, I carried out a series of research and analysis,including the beam temperature field, temperature effects and the repeated sunshine temperature in the role of the deformation performance of I-beam.
Take the research of temperature field and temperature effect on I-beam through artificially temperature increasing. According to the site collected temperature data, the paper brings forward the characters of the temperature field in I-beam, and the fitting gradient of I-beam that is the Chinese railway standard. According to the measured temperature field in the data set up finite element analysis model, analysis of temperature effects, and then the measured effect of temperature data and compared the results of the analysis, the two trends have been confirmed with a larger horizontal I-beam and vertical tensile stress . Model of the largest cross-section temperature and the temperature coefficient with the time change, by controlling the heating time and heating power can effectively simulate the real circumstances of the concrete I-beam and the effect of the temperature field. Through finite element analysis to explore the physical properties of the material on the hot I-beam temperature fields and effects.
Take the repeated action in the temperature difference on I-beam through artificially repeated temperature increasing. The experiment also tests the vary of deflection of I-beam with its dead weight and under prestressing force, the result of which is: the repeated action of temperature increasing can disharmonize the bottom strain of I-beam, which may lead to the downwarping of I-beam; the changing temperature has no obvious influence on the flexivity of simply-supported I-beam.
引文
[1]刘兴法.混凝土结构的温度应力分析[M].北京.人民交通出版社.2003
[2]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京.人民交通出版社.1988
[3]姜全德,蒋鸿.钢筋混凝土箱形梁桥日照温度场和温度应力平面有限元数值分析方法[J].桥梁建设.1990
[4]中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范.JTGD60-2004.北京.人民交通出版社.2004
[5]彭友松,强士中.公路混凝土箱梁三维温度应力计算方法[J].交通运输工程学报.2007. 7(1).63-67
[6]汪剑,方志.混凝土薄壁箱梁温度效应的变分解[J].计算力学学报.2008.25(2).206-211
[7]重庆高速公路发展有限公司北方建设分公司.重庆交通大学.大跨P.C.连续刚构桥受力行为及存在问题对策研究报告.0312007[R].重庆.2006
[8]邢云,吴迅.关于大跨预应力混凝土箱梁桥长期下挠的探讨[J].结构工程师.2007.10(5). 22-24.40
[9]谢峻,王国亮,郑晓华.大跨径预应力混凝土箱梁桥长期下挠问题的研究现状[J].公路交通科技.2007.1(1).47-50
[10] ZDENEK P BAZANT,JOONG-KO0 KIM. Improved prediction model for time-dependent deformations concrete. part 5-cyclic load and e/cyclic humidity[J].Materials and Structures.1992.25(147).163-169
[11] PIOTR GWOZDZIEWICZ, et al. Long term serviceability concrete Structures with regards to material behaviors and cyclic loading[C]. Proceedings of the 2OOO Structure Congress-Advanced Technology in Structural Engineering.Philadelphia Pennsylvania USA.ASCE.2000.1-8
[12] VLADIMIR KRISTEK, et al. Box girder bridge deflection[J].ACI Concrete International.2OO6.28(1).55-63
[13]重庆高速公路发展有限公司北方建设分公司.重庆交通大学.大跨P.C连续刚构桥裂缝形成机理及防裂对策研究报告.0312007[R].重庆.2006
[14]项海帆.高等桥梁结构理论[M].北京.人民交通出版社.2001
[15]中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范.JTGD62-2004.北京.人民交通出版社.2004
[16]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范.GB50010-2002.北京.中国建筑工业出版社.2002
[17]中华人民共和国铁道部部颁标准.铁路桥涵设计规范.TBJ2-85.北京.人民交通出版社.1986
[18] P.J.Barr,J.F.Stanton,M.0.Eberhard. Effects of Temperature Variations on Precast[J].Prestressed Concrete Bridge Girders.Journal of Bridge Engineering.2005.2(10).186-194
[19]刘兴法.预应力混凝土箱梁温度应力计算方法[J].土木工程学报.1982.19(1)
[20]盛洪飞.混凝土箱形截面桥梁日照温度应力简化计算[J].哈尔滨建筑工程学院学报. 1992.25(1).32-39
[21]屈兆均.用有限单元法解温度应力的计算原理[J].桥梁建设.1982.3
[22]汪剑,方志.混凝土薄壁箱梁温度效应的变分解[J].计算力报.2008.4(25).206-211
[23]朱四荣,李卓球,宋显辉.日光直射下混凝土梁的力学响应[J].华中科技大学学报(自然科学版).2005.4(4).93-96
[24]罗旗帜,俞建立.钢筋混凝土连续箱梁桥翼板横向裂缝问题[[J].桥梁建设.1997.1.41
[25]周若来,沈成武.某高速公路跨线桥裂缝成因分析[J].武汉理工大学学报.2003.1
[26] Kolakowski,Zbigniew,Krolak,Marian Kowal-Michalska,Katarzyna. Modal interactive bucking of thin-walled composite beam-columns regarding distortional deformations[J].International Journal of Engineering Science.1999.37(12).1577-1596
[27] Kolakowski,Zbigniew;Teter,Andrzej. Interactive bucking of thin- walled beam-columns with intermediate stiffeners or/and variable thickness[J]. International Journal of Solids and Structures.2000. 37(24).3323-3344
[28] Roschke,Paul N.Pruski,Kevin R. Post-tensioned slab bridge with banded transverse tengdons[J]. ACI Structural Journa1.2000.97(1).3-10
[29]祝明桥.混凝土薄壁箱梁受力性能的试验研究与分析[D].长沙.湖南大学.2004
[30]房贞政,张士铎.悬臂箱梁的负剪力滞效应[J].湖南大学学报.1986.13(2).54-62
[31]郭金琼,房贞政,罗孝登.箱形梁桥剪力滞效应分析[J].土木工程学报.1983.16(1). 1-13
[32]罗旗帜.压弯箱梁剪力滞分析及其试验研究[D].湖南大学硕士学位论文.湖南大学. 1988
[33]程翔云,罗旗帜.箱梁在压弯荷载共同作用下的剪力滞[J].土木工程学报.1991.24(1). 52-64
[34]彭大文,颜海.曲线脊骨箱梁的剪力滞效应分析[J].铁道学报.2001.23(4).76-80
[35]辛克贵,王涛.不规则I型和L型横截面形状薄壁杆件的横向弯曲稳定分析[J].工程力学.2002.19(2).42-45
[36]刘世忠,欧阳永金,吴亚平.变截面薄壁箱梁剪力滞剪切变形效应分析[J].中国公路学报.2002.15(3).61-63.67
[37]陈玉骥,罗旗帜,刘光栋.薄壁曲线箱梁考虑材料弹塑性的剪力滞效应[J].工程力学. 2008.25(4).21-25.31
[38]罗旗帜,陈玉骥.变高度薄壁箱梁剪力滞的几何非线性分析[J].西南交通大学学报. 2007.42(5).521-525
[39]周世军,钢筋混凝土箱梁的非线性有限元分析及模型试验研究[J].土木工程学报. 1996.29(4).21-30
[40]曹国辉,方志,周先雁等.影响薄壁箱梁剪力滞系数的几何参数分析[J].中外公路.2003. 16(3).39-41
[41]刘永健,周绪红.单边索斜塔钢——混凝土组合梁斜拉桥塔梁根部应力分析[J].中国公路学报.2003.16(2).65-69
[42]周世军.箱梁的剪力滞效应分析[J].工程力学.2008.25(2).204-208
[43]何畏,强士中.板桁组合结构中混凝土桥面板有效宽度计算分析[J].中国铁道科学. 2002.23(4).55-61
[44]美国各州公路和运输工作协会(AASHTO)制订.辛济平,万国朝,张文等译.美国公路桥梁设计规范[M].北京.人民交通出版社.1998
[45]李传习,夏桂云.大跨度桥梁结构计算理论[M].北京.人民交通出版社.2001
[46]张继尧,王昌将.悬臂浇注预应力混凝土连续梁[M].北京.人民交通出版社.2004
[47]郭金琼.箱形梁设计理论[M].北京.人民交通出版社.1991
[48]柯尊礼.大跨度PC连续箱梁桥的温度场及其效应分析[D].武汉.武汉理工大学.2004
[49]贺拴海.桥梁结构理论与计算方法[M].北京.人民交通出版社.2003
[50]刘来君,张宏光.温度应力引起的预应力混凝土箱形梁开裂分析[J].西安公路交通大学学报.1999.19(4).39-41.
[51]康为江.钢筋混凝土箱梁日照温度效应研究[D].长沙.湖南大学.2000
[52]邵旭东,李立峰,鲍卫刚.砼箱形梁横向温度应力计算分析[J].重庆交通学院学报.2000. 4(19).5-10.
[53]倪元增,钱寅泉.弹性薄壁梁桥分析[M].北京.人民交通出版社.2000
[54]谢旭,黄剑源.薄壁箱形梁桥约束扭转下翘曲.畸变和剪力滞效应的空间分析[J].土木工程学报.1995.4.34-45
[55]胡人礼.桥梁力学[M].北京.中国铁道出版社.1999
[56]张士铎,邓小华,王文州著.箱形薄壁梁剪力滞效应[M].北京.人民交通出版社.1998
[57]陈金州.PC连续箱梁的温度场及其效应研究[D].西安.长安大学.2006
[2]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京.人民交通出版社.1988
[3]姜全德,蒋鸿.钢筋混凝土箱形梁桥日照温度场和温度应力平面有限元数值分析方法[J].桥梁建设.1990
[4]中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范.JTGD60-2004.北京.人民交通出版社.2004
[5]彭友松,强士中.公路混凝土箱梁三维温度应力计算方法[J].交通运输工程学报.2007. 7(1).63-67
[6]汪剑,方志.混凝土薄壁箱梁温度效应的变分解[J].计算力学学报.2008.25(2).206-211
[7]重庆高速公路发展有限公司北方建设分公司.重庆交通大学.大跨P.C.连续刚构桥受力行为及存在问题对策研究报告.0312007[R].重庆.2006
[8]邢云,吴迅.关于大跨预应力混凝土箱梁桥长期下挠的探讨[J].结构工程师.2007.10(5). 22-24.40
[9]谢峻,王国亮,郑晓华.大跨径预应力混凝土箱梁桥长期下挠问题的研究现状[J].公路交通科技.2007.1(1).47-50
[10] ZDENEK P BAZANT,JOONG-KO0 KIM. Improved prediction model for time-dependent deformations concrete. part 5-cyclic load and e/cyclic humidity[J].Materials and Structures.1992.25(147).163-169
[11] PIOTR GWOZDZIEWICZ, et al. Long term serviceability concrete Structures with regards to material behaviors and cyclic loading[C]. Proceedings of the 2OOO Structure Congress-Advanced Technology in Structural Engineering.Philadelphia Pennsylvania USA.ASCE.2000.1-8
[12] VLADIMIR KRISTEK, et al. Box girder bridge deflection[J].ACI Concrete International.2OO6.28(1).55-63
[13]重庆高速公路发展有限公司北方建设分公司.重庆交通大学.大跨P.C连续刚构桥裂缝形成机理及防裂对策研究报告.0312007[R].重庆.2006
[14]项海帆.高等桥梁结构理论[M].北京.人民交通出版社.2001
[15]中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范.JTGD62-2004.北京.人民交通出版社.2004
[16]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范.GB50010-2002.北京.中国建筑工业出版社.2002
[17]中华人民共和国铁道部部颁标准.铁路桥涵设计规范.TBJ2-85.北京.人民交通出版社.1986
[18] P.J.Barr,J.F.Stanton,M.0.Eberhard. Effects of Temperature Variations on Precast[J].Prestressed Concrete Bridge Girders.Journal of Bridge Engineering.2005.2(10).186-194
[19]刘兴法.预应力混凝土箱梁温度应力计算方法[J].土木工程学报.1982.19(1)
[20]盛洪飞.混凝土箱形截面桥梁日照温度应力简化计算[J].哈尔滨建筑工程学院学报. 1992.25(1).32-39
[21]屈兆均.用有限单元法解温度应力的计算原理[J].桥梁建设.1982.3
[22]汪剑,方志.混凝土薄壁箱梁温度效应的变分解[J].计算力报.2008.4(25).206-211
[23]朱四荣,李卓球,宋显辉.日光直射下混凝土梁的力学响应[J].华中科技大学学报(自然科学版).2005.4(4).93-96
[24]罗旗帜,俞建立.钢筋混凝土连续箱梁桥翼板横向裂缝问题[[J].桥梁建设.1997.1.41
[25]周若来,沈成武.某高速公路跨线桥裂缝成因分析[J].武汉理工大学学报.2003.1
[26] Kolakowski,Zbigniew,Krolak,Marian Kowal-Michalska,Katarzyna. Modal interactive bucking of thin-walled composite beam-columns regarding distortional deformations[J].International Journal of Engineering Science.1999.37(12).1577-1596
[27] Kolakowski,Zbigniew;Teter,Andrzej. Interactive bucking of thin- walled beam-columns with intermediate stiffeners or/and variable thickness[J]. International Journal of Solids and Structures.2000. 37(24).3323-3344
[28] Roschke,Paul N.Pruski,Kevin R. Post-tensioned slab bridge with banded transverse tengdons[J]. ACI Structural Journa1.2000.97(1).3-10
[29]祝明桥.混凝土薄壁箱梁受力性能的试验研究与分析[D].长沙.湖南大学.2004
[30]房贞政,张士铎.悬臂箱梁的负剪力滞效应[J].湖南大学学报.1986.13(2).54-62
[31]郭金琼,房贞政,罗孝登.箱形梁桥剪力滞效应分析[J].土木工程学报.1983.16(1). 1-13
[32]罗旗帜.压弯箱梁剪力滞分析及其试验研究[D].湖南大学硕士学位论文.湖南大学. 1988
[33]程翔云,罗旗帜.箱梁在压弯荷载共同作用下的剪力滞[J].土木工程学报.1991.24(1). 52-64
[34]彭大文,颜海.曲线脊骨箱梁的剪力滞效应分析[J].铁道学报.2001.23(4).76-80
[35]辛克贵,王涛.不规则I型和L型横截面形状薄壁杆件的横向弯曲稳定分析[J].工程力学.2002.19(2).42-45
[36]刘世忠,欧阳永金,吴亚平.变截面薄壁箱梁剪力滞剪切变形效应分析[J].中国公路学报.2002.15(3).61-63.67
[37]陈玉骥,罗旗帜,刘光栋.薄壁曲线箱梁考虑材料弹塑性的剪力滞效应[J].工程力学. 2008.25(4).21-25.31
[38]罗旗帜,陈玉骥.变高度薄壁箱梁剪力滞的几何非线性分析[J].西南交通大学学报. 2007.42(5).521-525
[39]周世军,钢筋混凝土箱梁的非线性有限元分析及模型试验研究[J].土木工程学报. 1996.29(4).21-30
[40]曹国辉,方志,周先雁等.影响薄壁箱梁剪力滞系数的几何参数分析[J].中外公路.2003. 16(3).39-41
[41]刘永健,周绪红.单边索斜塔钢——混凝土组合梁斜拉桥塔梁根部应力分析[J].中国公路学报.2003.16(2).65-69
[42]周世军.箱梁的剪力滞效应分析[J].工程力学.2008.25(2).204-208
[43]何畏,强士中.板桁组合结构中混凝土桥面板有效宽度计算分析[J].中国铁道科学. 2002.23(4).55-61
[44]美国各州公路和运输工作协会(AASHTO)制订.辛济平,万国朝,张文等译.美国公路桥梁设计规范[M].北京.人民交通出版社.1998
[45]李传习,夏桂云.大跨度桥梁结构计算理论[M].北京.人民交通出版社.2001
[46]张继尧,王昌将.悬臂浇注预应力混凝土连续梁[M].北京.人民交通出版社.2004
[47]郭金琼.箱形梁设计理论[M].北京.人民交通出版社.1991
[48]柯尊礼.大跨度PC连续箱梁桥的温度场及其效应分析[D].武汉.武汉理工大学.2004
[49]贺拴海.桥梁结构理论与计算方法[M].北京.人民交通出版社.2003
[50]刘来君,张宏光.温度应力引起的预应力混凝土箱形梁开裂分析[J].西安公路交通大学学报.1999.19(4).39-41.
[51]康为江.钢筋混凝土箱梁日照温度效应研究[D].长沙.湖南大学.2000
[52]邵旭东,李立峰,鲍卫刚.砼箱形梁横向温度应力计算分析[J].重庆交通学院学报.2000. 4(19).5-10.
[53]倪元增,钱寅泉.弹性薄壁梁桥分析[M].北京.人民交通出版社.2000
[54]谢旭,黄剑源.薄壁箱形梁桥约束扭转下翘曲.畸变和剪力滞效应的空间分析[J].土木工程学报.1995.4.34-45
[55]胡人礼.桥梁力学[M].北京.中国铁道出版社.1999
[56]张士铎,邓小华,王文州著.箱形薄壁梁剪力滞效应[M].北京.人民交通出版社.1998
[57]陈金州.PC连续箱梁的温度场及其效应研究[D].西安.长安大学.2006