一、日照作用平面二维温度场计算研究(论文文献综述)
周大为[1](2021)在《大跨度钢管混凝土拱桥温度场及温度效应研究》文中研究说明钢管混凝土拱桥因其优异的结构性能、较为简便的施工方法、优美的结构线形,使得其在我国基础设施建设大背景下获得了大量的运用,跨径亦不断得以突破。伴随着大量运用的同时是针对性的科研攻关,目前针对钢管混凝土结构性能、工艺等方面的研究已获得了长足的发展,然而桥梁温度问题由于其区域性、结构性特征明显,使得该方面的研究仍较为缺乏,理论研究较建设步伐相对缓慢。尤其是当前跨径不断突破带来的大管径、混凝土高等级、桥址环境复杂等使得针对大管径、大跨度钢管混凝土拱桥温度场及温度效应的研究十分迫切。本文采用大管径钢管混凝土试件长期温度监测试验为主,辅以有限元数值模拟手段对拱肋温度场、温度效应计算参数进行分析,为后续研究人员研究大管径钢管混凝土拱桥温度问题提供参考。本文主要研究内容如下:1.对钢管混凝土拱桥及其温度问题研究现状、研究方法进行总结归纳,并对热交换计算理论及边界条件进行了分析,为桥梁温度分布及温度效应计算提供理论指导。2.对大体积混凝土灌注过程中水化放热温度效应计算参数取值及影响因素进行了研究。计算大体积混凝土水化放热温度效应时,温度对混凝土弹性模量的影响不可忽视。基于等效龄期理论,采用计入温度影响的复合指数式弹性模量预测模型,对水化热应力进行了计算。混凝土在降温初始阶段产生较大的约3MPa环向拉应力,存在造成混凝土开裂的风险。由于受钢管约束,混凝土延径向则表现为压应力。对热应力影响因素计算表明,降低混凝土入仓温度,如加入冰水等,可以较好的改善因水化放热产生的拉应力。3.对日照等温度荷载作用下钢管混凝土温度分布、温度效应、粘结界面应力及其参数敏感性问题进行了研究。结果表明,日照温度荷载作用下,混凝土沿径向最大拉应力达1.48MPa,沿环向最大拉应力达2.06Mpa,大于C60混凝土抗拉设计值1.96Mpa,周期性温度荷载作用下,混凝土开裂的风险。钢管与混凝土粘结界面最大拉应力超过1.22MPa,且界面粘结热应力与壁厚成正相关与管径成负相关。4.为研究钢管混凝土拱桥温度效应计算参数取值方法,对一足尺寸钢管混凝土试件进行了长期温度监测试验。在试验基础上结合计算分析,对钢管混凝土拱桥的合龙温度、有效温度取值及温度梯度模型进行了研究。研究表明:合龙温度按《公路钢管混凝土拱桥设计规范》推荐公式进行计算较为合理;最高有效温度应取日最高气温+2℃,最低有效温度应取最低日平均气温-2℃;并对钢管混凝土拱肋温度梯度模型提出建议。5.对钢管混凝土拱桥营运阶段温度效应进行计算分析。结果表明:温度对桥梁影响十分显着,其中拱脚段受降温温度效应影响较拱肋其他截面位置更加突出。
杨一帆[2](2021)在《宁夏地区某混凝土箱梁桥日照温度场及其效应的时随特性分析》文中指出薄壁箱梁以其优异的跨越能力、刚度大、自重小、造价低等优点在当代桥梁工程建设中运用广泛。因自然环境的侵蚀,桥梁结构寿命会受到多种物理因素的影响,其中包含了太阳辐射、气温变化等温度作用。目前,各国规范对混凝土箱梁桥的温度分布模式并没有统一的规定,同时地区气候条件的不同温度分布模式具有明显的区域化特点,但仍提出温度对桥梁结构的影响是不可忽略的,是桥梁结构产生裂缝的主要原因之一。宁夏地区晴空天候下的混凝土箱梁桥的温度场分布不同于其他地区,具有典型气候特征。因此,开展对混凝土箱梁桥的温度场及温度效应的研究,从而确定符合同类型地区的变截面混凝土连续梁桥实际情况的温差分布模式对指导后续类似桥梁设计具有重要意义。本文的主要工作如下:1.依托宁夏中卫南站黄河大桥为工程实例,基于ASHRAE晴空模型太阳辐射计算方法,结合太阳物理学、气象学、空间几何学等学科,计算出在大气消光系数恒为0.5条件下的国内34个省会城市的太阳辐射直射分量值。2.采用ANSYS有限元分析软件,以APDL语言形式建立了符合宁夏地区的日照混凝土箱梁热-力耦合有限元模型,确定了热工参数和热边界条件从属区域情况;在缺乏足够定解条件时,结合等效生热率的方式进行加载,研究了梁体顶板、腹板、底板的温度场竖向、横向、纵向分布规律;以典型时刻梯度温差曲线分析得出典型位置区域,并研究了箱梁截面竖向及横向温差时随特性,结合特征值情况发现20点时是横向梯度温差最大的时刻;探讨了国内规范对梯度温差规定的合理性与局限性。3.探讨了宁夏地区混凝土箱梁日照作用下而引起的应力和转角效应,获取第一主应力在各时刻下的结果,并提出通过控制截面确定最大第一主应力线,绘制第一主应力线在各时刻的曲线形式,发现顶板、腹板、底板变厚度处会出现尖点;腹板厚度不变而截面高度和底板厚度变化时,往往梁高越小主应力值越大,同一区域不同时刻下,梯度温差越大则主应力值越大,不同区域同一时刻下,越靠近跨中截面则主应力值越大;顶板第一主应力峰值出现在15点,腹板和底板则滞后于顶板出现在17点,这和最大梯度温差出现的时刻基本一致;顶板曲线陡峭,腹板较缓,顶板主应力上升和下降幅度十分明显,15点后顶板与腹板、底板的同一时刻主应力差值逐渐减小;讨论了顶板悬臂端的转角位移与太阳时角的关系。
李佳泽[3](2020)在《基于Midas/civil的混凝土箱梁日照温差效应研究》文中提出随着社会经济的快速发展,我国大跨预应力混凝土连续梁桥建设日益增加,混凝土箱梁桥在自然环境中会受到温度变化及太阳辐射的强烈作用,且混凝土导热性差,结构内部会产生非线性温差,这种非线性温差会使混凝土箱梁产生很大的温度变形和温度应力。经研究表明,温度应力是造成箱梁结构产生裂缝的重要因素之一,日照温差效应直接影响了混凝土箱梁桥的耐久性和安全性。各国规范的混凝土箱梁温度梯度模式对比中发现根据区域及气候不同而差别较明显,并且各国温度梯度为通用模式,虽然我国铁路规范考虑了大气透明度、地理纬度等影响,但是规范中规定的为最不利情况,本文旨在提供能够计算任一混凝土箱梁桥实时温度梯度的方法。本文以广东省一座(64+112+64)m预应力混凝土连续梁桥为工程背景,对日照温差效应做了深入研究。选取关键截面对其温度场进行现场观测并统计温度变化值,系统分析箱梁截面温度场分布及沿各板件厚度的温度变化规律。采用Midas/civil有限元软件对瞬态温度场进行模拟计算,首先通过普通天文学、气象学及传热学等学科理论知识对传热过程及边界条件进行分析,并利用Python编程语言编制能够计算任意时刻考虑温度环境、桥梁走向、桥梁位置以及箱梁构造等因素的温度荷载程序。将仿真模拟值与实测值进行对比,验证计算程序及计算方法的可靠性。对影响混凝土箱梁温度场的分布因素(包括桥梁走向、太阳辐射强度、混凝土热传导率、混凝土比热容和箱梁截面高度)做了定量分析,判断出哪些因素起主导作用。为更精确计算温度效应,根据实验观测及有限元计算温度场数据拟合出适用于广州地区的温度梯度曲线。对拟合温度梯度模式、中国铁路规范和英国规范温度梯度模式三种工况下的温度效应进行计算并对比分析。本文研究内容可为混凝土箱梁由日照温差产生的效应及广州地区温度梯度模式提供借鉴参考,并为混凝土箱梁的设计内容中温度效应计算及施工阶段提供指导。
王宇斌[4](2020)在《大跨预应力混凝土刚构-连续梁桥温度效应研究与预测》文中研究指明桥梁结构处在不断变化的自然环境条件下,但混凝土的热传导性差,在日照辐射、气温等外界因素作用下,结构内部将会产生温度应力,将导致桥梁结构产生裂缝甚至破坏。理论和试验研究都表明,温度效应是影响桥梁稳定与安全运营的主要原因之一。因此为了保证桥梁的正常运营,有必要对混凝土桥梁的温度效应问题进行深刻研究,以便更好的控制与预测温度效应对桥梁的不利影响。本文以山东某大跨预应力混凝土刚构-连续梁桥为工程背景,在其桥梁结构内部安装了大量光纤光栅温度传感器、光纤光栅应变传感器和力平衡式加速度传感器,基于该桥梁结构长期监测的数据,对该桥结构性能的运营环境特性、影响和规律进行分析和研究,主要工作内容如下:(1)以某大跨预应力混凝土刚构-连续梁桥为研究对象,选择对桥梁结构影响最大的日照温度进行分析,研究桥梁不同方向(纵向、横向及竖向)和不同截面温度及温度分布规律。通过对比傅里叶热传导法、近似数值求解法和半经验半理论公式法三种方法的优缺点及研究现状,本文决定采用半经验半理论公式法来求解桥箱梁截面温度场。(2)研究桥梁温度效应对应变的影响。考虑应变滞后温度的效应,采用一元线性函数拟合预测温度与应变的关系。首先选择温度数据作为输入矢量,以应变作为输出矢量,运用确定系数判断拟合优度。其次对比分析去除温度效应后应变和实测应变对桥梁的影响,最后通过应变残差来判断桥梁是否处在安全期内。(3)根据桥梁工程概况,运用ANSYS建立该桥的有限元模型,进行结构模态分析,获得了前6阶模态频率、振型等参数。研究桥梁温度效应对模态频率的影响时,采用克里金法拟合预测温度与模态频率的关系规律。首先选择温度数据作为输入矢量,将竖向前6阶模态频率作为输出矢量,计算出此模型的误差,判断是否符合使用要求。(4)采用BP神经网络法研究桥梁温度效应对模态频率的影响。首先选择温度数据作为输入矢量,同一时间段的竖向前6阶模态频率作为输出矢量,计算出此模型的不同类型的误差值,与克里金法模型对比,找出拟合预测效果更好的方法。
周兴林[5](2020)在《大跨度斜拉桥温度场与温度效应分析》文中进行了进一步梳理裂缝的产生是影响混凝土结构耐久性的一个重要原因。影响混凝土桥梁产生裂缝的因素有很多,其中温度荷载是混凝土桥梁产生裂缝的一个重要因素。由于混凝土结构的热传导性差,在太阳日照辐射、气温变化等外界因素作用下,结构内部将会产生非线性分布的温度梯度,这种非线性分布的温度梯度将会在混凝土桥梁结构中产生相当大的温度变形,进而会引起混凝土结构发生裂缝的温度应力。混凝土结构的温度效应问题,越来越受到工程界的重视。本文主要以湖南省郴州市赤石特大桥(165+3×380+165)m为工程背景,对大跨度斜拉桥的温度场及温度效应进行研究分析。根据混凝土箱梁实测温度场的分布情况,采取最小二乘法和运用指数函数形式拟合出主梁的竖向温度梯度函数,并根据天文物理学、气象学与传热学等理论知识,综合考虑各种影响因素建立有限元分析所需的边界条件,采用ANSYS软件建立忽略纵向热传导的二维热分析模型,对主梁截面进行温度场瞬态热分析,得到各时刻箱梁截面的温度分布,并对验证后的模型进行参数敏感性分析。最后,采用ANSYS软件建立平面应变单元模型采用间接耦合的方法计算求解横向温度应力与纵向温度自应力。通过MIDAS/CIVIL软件建立全桥有限元模型,根据变形一致原理求得非线性温度梯度的等效线性温差,进而求解纵向温度次应力。其次,选取不同国家规范所规定的竖向温度梯度和本文所拟合出的竖向温度梯度引起的温度效应进行了计算分析,主要对比分析在最大悬臂阶段与成桥运营阶段中不同的竖向温度梯度下所产生的温度应力与位移的大小。
张双洋[6](2020)在《大跨度高速铁路钢筋混凝土劲性骨架拱桥收缩徐变及温度场研究》文中研究指明近年来,随着我国高速铁路的快速发展,普通预应力混凝土桥梁结构以其较好的经济性和较大的刚度在铁路沿线的占比越来越大,对于跨越深切峡谷地带的铁路,大跨度劲性骨架混凝土拱桥结构以其优越的整体受力性能,在大跨度桥梁结构选型中具有较强竞争力,然而由混凝土材料收缩徐变引起的桥梁结构长期变形行为,已成为国内外相关学者的重点研究课题,目前有关混凝土收缩徐变的试验研究主要是在恒温﹑恒湿等标准环境条件下进行的,由此得到的预测模型对于标准条件下的混凝土收缩徐变可能具有较好的预测精度,但是对于自然环境条件下的混凝土收缩徐变预测则存在较大偏差,因此,有必要开展自然环境条件下的混凝土收缩徐变预测模型研究,为工程实际提供理论基础。对于自然环境中的混凝土桥梁结构,太阳照射作用将引起混凝土箱形截面上的非均匀温度分布,对于普通直线型混凝土箱形结构,横截面倾角沿轴向为定值,采用二维温度场分析可基本满足要求,而对于大跨度的箱形拱结构,横截面沿拱轴线方向是不断变化的,箱形截面顶板沿拱轴方向所受到的太阳辐射作用存在一定差别,采用二维温度场分析已无法满足要求,有必要开展箱形拱结构三维温度梯度分布规律的研究,为同类桥梁结构的建设提供技术支撑。本文结合铁道部科技研究开发计划课题,主要开展了如下研究:(1)结合工程实际,对大跨度劲性骨架混凝土拱桥主拱圈结构的外包C60混凝土和管内C80高强混凝土开展自然环境条件下的混凝土收缩徐变试验研究,充分了解混凝土收缩徐变的长期变形行为。(2)对已有混凝土收缩模型进行总结,分析影响混凝土长期收缩行为的主要因素,以标准条件下的收缩模型为基础,探究自然环境条件下温湿度变化对混凝土收缩的影响规律,通过引入环境温度修正系数和考虑风速影响的混凝土湿度修正系数,建立自然环境条件下的混凝土收缩模型,并将试验结果与所建理论模型进行对比分析,以此验证模型的准确性。(3)结合已有的国内外主流混凝土徐变预测模型,总结了影响混凝土长期徐变行为的主要因素,结合已有研究成果,探明自然环境条件下混凝土内部温湿度分布规律;基于叠加原理,通过引入混凝土湿度影响系数和环境温度影响系数对模型进行修正,同时考虑环境升温对混凝土徐变产生的瞬时加速来描述自然环境条件下的混凝土长期徐变行为,并将试验结果同理论模型计算结果进行对比分析,验证本文所建模型的预测精度。(4)通过对普通混凝土和钢管混凝土收缩徐变试验结果的对比分析以及国内外学者关于钢管混凝土预测模型的研究,获取影响钢管混凝土收缩徐变的主要因素,提出了考虑膨胀剂含量﹑含钢率﹑再生骨料替换率和环境温度等影响因素的钢管混凝土徐变模型预测方法,为后期钢管混凝土徐变量化模型的建立提供参考。(5)基于已有混凝土温度场基本理论,给出了日照作用下混凝土箱形拱结构表面综合大气温度的计算方法,并对长波辐射换热系数的取值问题进行深入探讨,考虑环境温度和箱形拱结构温度的不同组合工况,给出了长波辐射换热系数的合理取值范围,提高了计算精度。(6)开展劲性骨架主拱圈结构温度场试验研究,针对沿拱轴不同截面的温度场试验结果,探明横截面倾角沿拱轴变化的无翼缘板箱形拱结构的三维温度场分布规律。(7)总结国内外相关规范中的混凝土箱形结构二维温度场模型,结合有限元分析模型,获取沿轴向不同节段的温度梯度特征值,建立了无翼缘板箱形拱结构的三维温度梯度模型。(8)以445m主拱圈结构为研究对象,建立有限元分析模型,基于本文研究成果,开展大跨度高速铁路劲性骨架混凝土拱桥收缩徐变及温度效应研究,并将理论计算结果同试验结果进行对比分析,得到了主拱圈结构在混凝土收缩徐变及温度影响下的变形及应力分布规律。
闫刚[7](2019)在《大跨度提篮式钢桁拱桥温度场与温度效应分析》文中研究指明钢材导热性能好,对温度变化敏感,近些年来在钢桥的建设过程中出现很多由于复杂温度效应导致的施工难题。国内外学者对混凝土桥梁的温度场及温度效应研究较多,而对钢桥的研究较少。论文以正在施工建设中的大瑞铁路提篮式钢桁拱怒江特大桥为工程背景,主要研究工作如下:(1)总结了热传导基本理论,详细介绍了温度场与温度应力的有限元分析方法,确定了进行背景桥钢箱梁进行瞬态温度场求解所采用的边界条件类型和初始条件。(2)根据桥址所处自然环境和自身结构特点,计算得到了背景桥主桥钢箱梁温度场模拟所需要的热工参数,如各个时刻的太阳辐射量、综合气温以及综合换热系数等。(3)应用ANSYS有限元软件平台对无铺装的钢箱梁夏季和冬季日照瞬态温度场进行热分析,考虑翼缘板的阴影遮挡作用,得到各个时刻箱梁相应的温度场分布,分析箱梁各部分温度随时间的变化规律,确定了箱梁竖向温度梯度最不利时刻,并拟合出温度梯度计算模式。(4)基于有限元热分析得到的瞬态温度场,采取顺序耦合法对钢箱梁在夏季最不利时刻的温度应力以及竖向位移进行计算分析。(5)在Midas civil平台上,根据论文计算得到的梯度温度和桥梁规范温度取值分别对全桥进行梯度温度效应分析,同时对全桥进行整体升降温计算分析。
刘丽芳[8](2019)在《钢-混凝土组合梁温度场及温度效应研究》文中研究表明近几十年来,钢-混凝土组合桥的应用越来越广泛,而钢-混凝土组合桥在自然环境中的日照、环境温度等因素作用下,会在结构表面和内部形成较大的温度梯度,产生温度应力,从而引起截面应力分布不均、混凝土开裂以及支座位移等病害,严重时甚至会导致桥梁结构的垮塌。因此,钢-混组合梁桥在自然环境下的温度场和温度效应受到广泛重视。本文的主要研究内容和结论为:一、对典型钢-混凝土钢板、钢箱组合梁进行温度场参数敏感性分析,研究各参数对组合梁温度场的影响大小与趋势,推导温度场各影响因素的响应函数。试验得到以下结论:日温差和对流系数为组合梁温度分布的主要影响因素,混凝土厚度和日序数为次要影响因素;通过对分析数据的拟合,得到了不同影响因素与温度场特征之间的映射关系;建议在不同地区的钢-混凝土组合梁桥设计中,采用能够反映区域特征的温度计算基数。二、对四个代表城市进行组合梁温度场分析,分析不同地域组合梁温度场特征,并在温度场分析的基础上,选取最不利温度场模式,建立热-结构耦合分析模型,分析温度荷载作用下组合梁的应力状态、变形等结构响应。主要结论如下:四个代表城市混凝土内部的温度的分布形式与规范存在较大的区别,规范温度采用从顶板到底板逐渐降低的折线型分布模式,而有限元分析中,钢-混组合梁混凝土温度最大值均出现在混凝土内部,呈反“C”型的分布模式;在温差作用下,混凝土拉应力较大,工程实践中应予以重视。三、结合川藏铁路澜沧江大桥设计方案,对其进行温度场以及温度效应分析,并在聂建国院士温度应力基本理论的基础上,推导考虑混凝土温度梯度的竖向应力计算方法,主要得以下结论:混凝土内部存在温度梯度,钢梁沿高度方向温度变化不大,钢梁与混凝土之间存在温差;混凝土竖向应力分布不均匀,其内部存在应力梯度;混凝土内部温度梯度是混凝土温度应力的主要影响因素。
王成[9](2019)在《大温差地区混凝土箱梁温度场与温度效应研究》文中进行了进一步梳理随着社会的高速发展,桥梁已经在我国的基础交通建设中扮演着举足轻重的角色。温度对桥梁结构的作用不亚于恒载或活载的影响,是造成桥梁在施工和运营中产生裂缝的主要原因之一。我国拥有多种气候类型,不同的气候条件下桥梁的温度效应不尽相同。其中,大温差地区的混凝土箱梁桥温度场分布便有其独特性,较大的温差所导致的温度效应更为明显,给箱梁桥结构的耐久性和安全性带来了巨大的隐患。因此,研究大温差地区大跨径混凝土箱梁桥的温度场和温度效应,揭示大温差地区混凝土箱梁温度梯度和温度应力的分布特征,具有重要的意义。本文以山西某黄河大桥为工程背景,针对具有昼夜和季节大温差的施工和服役环境,开展理论和数值模拟研究,主要工作和结论如下:(1)利用有限元分析软件ANSYS对背景桥梁进行了日照条件下的温度场分析,得到了符合该地区气候条件下的温度梯度分布规律;以箱梁截面尺寸(顶板厚度、腹板厚度、底板厚度、箱梁高度)以及混凝土热工参数取值等作为变量,研究箱梁温度场分布的参数敏感性;对比二维箱梁截面和三维箱梁节段的分析结果,研究分析模型对箱梁温度场的影响。研究表明:顶板外表面的温度最高值出现在14:00左右,腹板和底板的温度最高值则出现在16:00左右;箱梁截面尺寸对温度场分布影响较小,但混凝土导热系数影响较大,导热系数取值越大,箱梁温度场的分布越趋于平稳,截面温差越小;二维和三维模型分析得到的混凝土箱梁桥的温度场分布规律几乎没有差别,表明二维分析方法具有较好的适应性。(2)基于上述箱梁温度场的分析结果,开展热-固耦合分析,探讨在太阳辐射强度最大的白天和降温的夜晚这两种不同条件下的温度应力分布规律,获取箱梁应力的整体时变规律和各个构件的应力变化规律;分别采用二维箱梁截面和三维箱梁节段的模型来对比研究箱梁温度应力的分布规律,验证不同建模方法的计算误差。研究表明:在温度上升的白天,箱梁顶板内、外表面的横向拉、压应力的变化幅度远大于竖向拉、压应力;腹板和底板的横、竖向压应力的变化幅度大于横、竖拉应力;在温度下降的夜晚,箱梁顶板和底板横向应力的变化幅度均大于竖向应力,而对于腹板来说,除了外表面的竖向拉应力变化幅度较大以外,其他部分的横、竖向应力相差不大;此外,三维模型的应力结果均略大于二维模型的应力结果。(3)通过对悬臂施工过程中箱梁1#节段的水化热分析,结合混凝土的材料属性以及相应的水化放热经验公式,研究了悬臂浇筑施工过程中箱梁节段在某些特定时间节点的温度场和温度应力分布特征;基于混凝土抗拉强度的变化规律,提出了如何预防施工过程中箱梁发生裂缝的措施和建议。研究表明:在水化热作用下,混凝土箱梁各个结构的温度和温度拉应力最大值所对应的时间节点不同,且温度拉应力最大值对应的时间节点通常稍滞后于温度最大值对应的时间节点,但均在悬浇的第三天以前。
彭涛[10](2018)在《混凝土斜拉桥有限元模型修正与运营期时变效应研究》文中进行了进一步梳理跨越能力大、外形美观且极具现代感的混凝土斜拉桥在我国大跨桥梁建设中得到广泛应用。在环境和荷载等因素作用下,混凝土斜拉桥在运营过程中各构件的变形、内力和应力状态、斜拉索索力等逐渐发生变化,与成桥初始状态出现较大差异,忽略时变效应的影响可能会对结构运营期的安全评定和长期性能预测带来较大误差。目前,混凝土斜拉桥时变效应方面的研究成果与实际工程应用存在一定差距,尚有不少问题值得深入研究和完善。本文以江西某混凝土斜拉桥为背景,基于运营阶段的大量实测数据,围绕混凝土斜拉桥有限元模型修正和运营期时变效应的相关问题开展了一系列研究,主要工作与成果如下:(1)对混凝土斜拉桥进行时变效应研究、健康监测或安全评估都需要一个能反应结构真实性态的基准有限元模型作为基础,基准有限元模型需要通过模型修正才能得到。针对大跨混凝土斜拉桥结构有限元模型修正,为了充分利用静动力试验数据,取得较好的修正效果,提出了一种基于多目标优化算法的大跨度桥梁有限元模型修正方法。利用静力位移和动力模态频率等结构实测静动力响应构造修正目标函数,在灵敏度分析的基础上选择待修正参数,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对背景斜拉桥有限元模型进行了多目标优化修正,得到了模型修正多目标优化问题的Pareto最优解集,并利用静动力实测数据对修正后的有限元模型进行了验证。结果表明:基于多目标优化算法的混凝土斜拉桥静动力有限元模型修正能够取得较满意的效果,为桥梁结构有限元模型修正提供了新思路。(2)提出了一种基于杆梁组合单元的预应力混凝土结构精细化分析方法。采用杆单元模拟在混凝土内部的预应力筋,采用梁单元模拟混凝土,基于平截面假定和位移协调原理,建立两种单元的自由度变换矩阵,进而导出包含预应力筋和混凝土贡献的组合单元刚度矩阵,使钢筋杆单元矩阵和混凝土梁单元矩阵有机地结合在一起,形成一种新的组合单元,为实现对预应力混凝土结构的预应力筋预加力、应力松弛和混凝土收缩徐变的精确模拟提供了一种行之有效的方法。为了模拟预应力筋应力松弛的时变过程,基于预应力筋的固有松弛,提出了等效蠕变的应力松弛模拟方法,推导了基于其固有松弛函数的预应力筋应力松弛的等效蠕变系数的递推算法。(3)基于杆梁组合单元、预应力筋应力松弛的等效蠕变模型和混凝土构件的积分型收缩徐变规律,建立了一种能考虑混凝土收缩徐变和预应力筋松弛的预应力混凝土结构时变效应分析的时间积分法,推导了相应的有限元列式,编制了计算程序,并以某三跨等截面预应力混凝土连续箱梁桥为例对提出的方法进行了验证。在此基础上,采用本文提出的考虑混凝土收缩徐变和预应力筋松弛的基于杆梁组合单元的有限元法对依托工程进行了数值仿真计算,并结合该桥运营期的多年实测数据,研究了该桥主梁挠度、斜拉索索力、索塔塔顶位移和辅助墩墩顶反力等关键指标在成桥运营阶段随时间的变化规律,验证了本文提出的混凝土斜拉桥时变效应分析方法的有效性和精确性。(4)温度作用对混凝土斜拉桥运营期的安全性和长期性能具有重要影响,目前混凝土桥梁温度场的研究主要集中于箱梁和T梁截面,针对斜拉桥π型梁的温度场的研究相对较少。基于大量的混凝土π型梁温度场实测数据,结合温度场的数值计算,通过对实测数据的回归分析,拟合得到π型梁截面的实际竖向温度梯度模式。在此基础上,分析了整体升降温、温度梯度、索梁温差等温度作用对斜拉桥主梁位移、应力和斜拉索索力的影响,揭示了温度作用对混凝土斜拉桥性能参数的影响。(5)辅助墩拉压支座是确保辅助墩在斜拉桥运营过程中发挥支撑与约束作用的关键连接构件,对斜拉桥运营期的静动力性能有着不可忽视的影响。以某混凝土斜拉桥拉压支座为研究对象,先通过经模型修正后的全桥整体分析有限元模型计算得到运营阶段温度作用、收缩徐变、基础变位、汽车荷载等及其组合对辅助墩拉压力支座受力的影响规律;在此基础上,运用ANSYS建立了辅助墩、拉压支座和主梁的“梁-实体-接触”混合单元局部有限元模型,结合运营阶段的实际情况,通过模拟支座的实际接触工作状态,基于弹塑性理论分析拉压支座的各个组成部分的局部应力,根据计算结果分析拉压支座失效的真正原因,揭示其失效机理。同时,为了使拉压支座的工作状态能得到有效的实时监测,提出了一种简便易行且具有良好效果的监测与预警方法。最后,根据上述研究成果给出了解决斜拉桥拉压支座失效问题的各种应对措施。
二、日照作用平面二维温度场计算研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、日照作用平面二维温度场计算研究(论文提纲范文)
(1)大跨度钢管混凝土拱桥温度场及温度效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及研究意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 钢管混凝土拱桥温度问题研究现状 |
1.2.1 钢管混凝土拱肋水化放热问题研究现状 |
1.2.2 钢管混凝土拱桥营运阶段温度问题研究现状 |
1.2.3 温度效应研究现状 |
1.3 本文课题来源及研究内容 |
第二章 热交换计算理论及边界条件分析 |
2.1 热传导计算理论 |
2.2 热对流计算理论 |
2.3 热辐射计算理论 |
2.4 日照边界条件分析 |
2.4.1 太阳常数及其计算方法 |
2.4.2 太阳空间位置计算方法 |
2.4.3 太阳辐射强度计算方法 |
2.5 长波辐射边界条件分析 |
2.6 气温变化边界条件分析 |
2.7 初始条件及边界条件建立 |
2.7.1 初始条件 |
2.7.2 边界条件 |
2.8 本章小结 |
第三章 钢管混凝土水化放热温度场及温度效应分析 |
3.1 水化放热试验情况 |
3.2 水化放热有限元分析 |
3.2.1 水化放热计算模型 |
3.2.2 水化放热计算 |
3.3 水化放热温度效应分析 |
3.3.1 弹性模量时程发展 |
3.3.2 水化热应力计算分析 |
3.3.3 灌注条件影响分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 钢管混凝土结构温度分布试验研究 |
4.1 试验简介 |
4.2 室内环境变温监测试验分析 |
4.3 室外日照温度监测试验分析 |
4.3.1 试验简介 |
4.3.2 不同季节温度时程变化规律分析 |
4.3.3 截面温度分布规律分析 |
4.3.4 截面平均温度变化规律研究 |
4.4 本章小结 |
第五章 日照温度分布有限元分析 |
5.1 有限元计算模型的建立 |
5.1.1 材料热力学参数取值 |
5.1.2 有限元模型建立 |
5.2 有限元计算可行性验证 |
5.3 有限元计算结果分析 |
5.4 参数敏感性分析 |
5.4.1 不同管径影响 |
5.4.2 不同气候特征影响 |
5.5 本章小节 |
第六章 日照温度效应分析 |
6.1 有限元模型的建立 |
6.2 钢管及混凝土温度效应分析 |
6.3 界面热效应分析 |
6.4 参数敏感性分析 |
6.4.1 壁厚影响分析 |
6.4.2 管径影响分析 |
6.4.3 气候影响分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 钢管混凝土拱桥全桥温度效应及其计算参数分析 |
7.1 体系温差温度效应计算参数分析 |
7.1.1 合龙温度取值分析 |
7.1.2 有效温度取值分析 |
7.2 截面温差温度效应计算参数分析 |
7.2.1 日照温度影响深度取值分析 |
7.2.2 截面温差分布模式建议 |
7.3 全桥温度效应计算分析 |
7.3.1 体系温差温度效应分析 |
7.3.2 截面温差温度效应计算分析 |
7.4 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表相关论文情况 |
(2)宁夏地区某混凝土箱梁桥日照温度场及其效应的时随特性分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究目的与意义 |
1.4 研究内容与方法 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究方法 |
第二章 混凝土箱梁日照温度场及温度应力基本理论 |
2.1 温度场概述 |
2.2 温度场研究理论 |
2.2.1 热传导微分方程解法及其边界条件 |
2.2.2 有限元分析方法 |
2.2.3 温度场的简化形式 |
2.3 温度效应分析及计算方法 |
2.3.1 有限元分析方法 |
2.3.2 结构力学分析方法 |
2.3.3 热弹性力学分析方法 |
2.4 本章小结 |
第三章 混凝土箱梁日照温度场分析中的热边界条件 |
3.1 热传递基本原理 |
3.1.1 热传导 |
3.1.2 对流换热 |
3.1.3 热辐射 |
3.1.4 热辐射和对流换热的耦合作用 |
3.2 晴天下的短波辐射与长波辐射 |
3.2.1 日地相对位置与太阳物理参数 |
3.2.2 太阳辐射强度 |
3.2.3 日照下的表面辐射强度 |
3.2.4 长波辐射 |
3.3 地域性的晴空太阳辐射强度 |
3.3.1 宁夏中卫市(桥址)晴空太阳辐射强度 |
3.3.2 中国大陆其他地区晴空太阳辐射强度 |
3.4 本章小结 |
第四章 混凝土箱梁日照温度场分布规律 |
4.1 有限元模型 |
4.1.1 温度场的边界条件及参数取值 |
4.1.2 有限元模型的建立 |
4.2 宁夏中卫地区混凝土箱梁日照不均匀温度场分析 |
4.2.1 顶板温度场分布规律 |
4.2.2 腹板温度场分布规律 |
4.2.3 底板温度场分布规律 |
4.3 混凝土箱梁日照下的温差分析 |
4.3.1 竖向温差 |
4.3.2 横向温差 |
4.4 日照辐射下混凝土箱梁温差分布模式的时随特性 |
4.4.1 竖向温差时随分析 |
4.4.2 横向温差时随分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 混凝土箱梁日照下的温度效应 |
5.1 温度效应——应力 |
5.1.1 腹板温度应力 |
5.1.2 顶板温度应力 |
5.1.3 底板温度应力 |
5.2 梁体最大主应力时随分析 |
5.3 箱梁悬臂端梯度温度变形 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论及展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
(3)基于Midas/civil的混凝土箱梁日照温差效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 概述 |
1.2 日照温差效应研究现状 |
1.2.1 国外混凝土桥梁结构温度效应研究现状 |
1.2.2 国内混凝土桥梁结构温度效应研究现状 |
1.3 研究目的及意义 |
1.4 本文主要研究内容及方法 |
第二章 箱梁结构热交换与温度场求解理论 |
2.1 引言 |
2.2 混凝土箱梁结构热交换 |
2.3 日照辐射下混凝土箱梁热交换公式 |
2.3.1 太阳辐射与天文参数计算 |
2.3.2 气温日过程 |
2.3.3 太阳辐射 |
2.3.4 辐射换热 |
2.3.5 对流换热 |
2.4 混凝土箱梁结构温度场求解理论和研究方法 |
2.4.1 热传导基本理论 |
2.4.2 初始条件及边界条件 |
2.4.3 温度场研究方法 |
2.5 国内外关于温度荷载的规定 |
2.5.1 美国AASHTO桥梁规范关于温度荷载的规定 |
2.5.2 新西兰桥梁规范关于温度荷载的规定 |
2.5.3 英国桥梁规范关于温度荷载的规定 |
2.5.4 澳大利亚道桥规范关于温度荷载的规定 |
2.5.5 中国铁路规范关于温度荷载的规定 |
2.5.6 中国公路规范关于温度荷载的规定 |
2.6 本章小结 |
第三章 混凝土箱梁温度场计算方法 |
3.1 引言 |
3.2 混凝土箱梁日照温度荷载计算程序设计 |
3.2.1 Tkinter概述 |
3.2.2 计算程序图形界面开发 |
3.2.3 混凝土箱梁日照温度荷载计算程序的使用 |
3.3 Midas/civil日照温度场的实现 |
3.4 本章小结 |
第四章 混凝土箱梁温度场分析研究 |
4.1 引言 |
4.2 混凝土箱梁温度场实测与分析 |
4.2.1 工程概况 |
4.2.2 桥址所在位置及气候条件 |
4.2.3 箱梁温度传感器测点布置方案 |
4.2.4 温度场实测数据分析 |
4.3 混凝土箱梁温度场有限元分析 |
4.3.1 混凝土箱梁温度荷载计算 |
4.3.2 混凝土箱梁温度场有限元计算结果 |
4.3.3 混凝土箱梁温度场有限元计算准确性分析 |
4.4 日照温差效应截面最不利温度分布时刻分析 |
4.5 混凝土箱梁温度场影响因素分析 |
4.5.1 桥梁走向对温度场的影响 |
4.5.2 太阳辐射强度对温度场的影响 |
4.5.3 比热容对温度场的影响 |
4.5.4 热传导率对温度场的影响 |
4.5.5 箱梁截面高度对温度场的影响 |
4.6 本章小结 |
第五章 混凝土箱梁温度梯度拟合与日照温差效应分析 |
5.1 引言 |
5.2 混凝土箱梁温度梯度的拟合 |
5.2.1 竖向正温度梯度拟合 |
5.2.2 横向正温度梯度拟合 |
5.3 混凝土箱梁日照温差对线形的影响 |
5.3.1 日照温差对施工阶段位移影响 |
5.3.2 日照温差对成桥状态位移影响 |
5.4 混凝土箱梁日照温差应力计算 |
5.4.1 温度应力计算理论 |
5.4.2 箱梁局部位置温度应力计算 |
5.4.3 成桥状态温度应力计算 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(4)大跨预应力混凝土刚构-连续梁桥温度效应研究与预测(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 本文的主要研究内容 |
第二章 混凝土刚构-连续梁桥温度场研究 |
2.1 概述 |
2.2 桥梁概况 |
2.3 温度作用类型和求解方法 |
2.3.1 温度作用类型 |
2.3.2 傅立叶(Fourier)的热传导微分方程求解法 |
2.3.3 近似数值分析求解法 |
2.3.4 半经验半理论的公式求解法 |
2.4 国内和国外的规范对温度作用的解释 |
2.4.1 英国桥梁规范 |
2.4.2 新西兰桥梁规范 |
2.4.3 美国AASHTO公路桥梁规范 |
2.4.4 中国公路桥涵设计通用规范 |
2.4.5 中国铁路桥涵设计基本规范 |
2.5 桥梁温度场研究 |
2.5.1 温度场定义 |
2.5.2 温度传感器选用及布置 |
2.5.3 日温度分析 |
2.5.4 月温度分析 |
2.5.5 温度梯度 |
2.6 本章小结 |
第三章 混凝土刚构-连续梁桥温度对应变影响分析 |
3.1 概述 |
3.2 光纤光栅应变传感器 |
3.2.1 光纤光栅应变传感器的布置 |
3.2.2 光纤光栅应变传感器的温度补偿 |
3.3 应变时程分析 |
3.4 应变与温度相关性分析 |
3.4.1 应变与温度关系 |
3.4.2 温度-应变线性回归模型的建立 |
3.4.3 温度-应变线性回归模型的拟合与预测 |
3.4.4 温度-应变线性回归模型的应变残差分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于克里金法的温度与模态频率关系分析与预测 |
4.1 概述 |
4.2 桥梁模态分析 |
4.2.1 模态分析的理论基础 |
4.2.2 桥梁的有限元模型 |
4.2.3 东营黄河公路大桥模态分析 |
4.3 模态频率时程与温度分析 |
4.4 克里金法 |
4.4.1 克里金法理论 |
4.4.2 温度-模态频率克里金模型建立 |
4.4.3 温度-模态频率克里金模型拟合与预测 |
4.4.4 温度-模态频率克里金模型误差分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于BP神经网络法的温度与模态频率关系分析与预测 |
5.1 概述 |
5.1.1 BP神经网络法计算 |
5.1.2 温度-模态频率神经网络模型建立 |
5.1.3 温度-模态频率神经网络模型拟合与预测 |
5.1.4 温度-模态频率神经网络模型误差分析 |
5.2 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(5)大跨度斜拉桥温度场与温度效应分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 论文背景以及研究意义 |
1.2 混凝土温度效应研究概况 |
1.2.1 国外混凝土桥梁结构的温度效应研究状况 |
1.2.2 国内混凝土桥梁结构的温度效应研究状况 |
1.3 本文研究目的及主要内容 |
第二章 混凝土结构的温度分布与温度荷载 |
2.1 引言 |
2.2 温度荷载特点与影响因素 |
2.2.1 温度荷载的形成及特点 |
2.2.2 影响温度荷载的主要因素 |
2.3 温度场的常用分析方法 |
2.3.1 傅里叶热传导方程 |
2.3.2 近似数值分析方法 |
2.3.3 半经验半理论公式 |
2.3.4 各种分析方法的比较 |
2.4 国内外规范关于温度效应规定的分析与比较 |
2.5 本章小结 |
第三章 斜拉桥单箱多室箱型截面的温度场测试与分析 |
3.1 工程概况 |
3.2 温度场现场测试 |
3.2.1 测量设备的选取 |
3.2.2 温度测试截面及温度测点布置 |
3.3 箱梁实测温度分析 |
3.3.1 大气温度对箱梁截面温度分布的影响 |
3.3.2 箱梁顶板温度分布 |
3.3.3 箱梁腹板以及风嘴的温度分布 |
3.3.4 箱梁底板温度分布 |
3.3.5 箱梁纵向温度分布 |
3.4 箱梁温度梯度的研究 |
3.5 本章小结 |
第四章 箱梁日照温度场初始条件与边界条件 |
4.1 引言 |
4.2 短波辐射的计算 |
4.2.1 天文学的参数 |
4.2.2 太阳直接辐射的作用 |
4.2.3 大气散射辐射的作用 |
4.2.4 地表反射辐射的作用 |
4.2.5 悬臂阴影计算 |
4.2.6 短波辐射综合 |
4.3 长波辐射计算 |
4.3.1 箱梁结构辐射 |
4.3.2 大气长波辐射 |
4.3.3 地表长波辐射 |
4.3.4 长波辐射综合 |
4.4 对流换热计算 |
4.5 桥址处大气温度的取值 |
4.6 主梁温度场的边界条件 |
4.7 主梁温度场的初始温度 |
4.8 本章小结 |
第五章 箱梁截面混凝土结构温度场有限元分析 |
5.1 引言 |
5.2 平面温度场的有限元理论 |
5.2.1 有限元基本方程 |
5.2.2 温度场求解 |
5.3 温度场计算参数的确定 |
5.3.1 材料热工参数的选取 |
5.3.2 箱室内外空气温度的考虑 |
5.3.3 初始温度的确定 |
5.3.4 辐射热流密度计算 |
5.3.5 综合热交换系数计算 |
5.4 箱梁温度场有限元分析 |
5.4.1 计算模型的介绍 |
5.4.2 计算值与实测值的对比分析 |
5.4.3 计算温度场的规律总结 |
5.5 参数敏感性分析 |
5.5.1 导热系数对箱梁温度场的影响 |
5.5.2 比热容对箱梁温度场的影响 |
5.5.3 太阳辐射吸收率对箱梁温度场的影响 |
5.5.4 风速对箱梁温度场的影响 |
5.5.5 太阳辐射反射率对箱梁温度场的影响 |
5.6 本章小结 |
第六章 大跨度斜拉桥的温度效应分析 |
6.1 引言 |
6.2 温度应力计算理论 |
6.2.1 纵向温度应力 |
6.2.2 横向温度应力 |
6.3 温度应力有限元分析 |
6.3.1 温度应力计算模型介绍 |
6.3.2 温度应力计算结果分析 |
6.4 不同竖向温度梯度的温度效应对比 |
6.4.1 最大悬臂阶段的温度效应比较 |
6.4.2 成桥阶段的温度效应比较 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 A 攻读硕士学位期间发表的论文 |
(6)大跨度高速铁路钢筋混凝土劲性骨架拱桥收缩徐变及温度场研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.1.1 国内外高速铁路发展概况 |
1.1.2 国内外高速铁路桥梁发展概况 |
1.1.3 高速铁路桥梁设计标准 |
1.1.4 高速铁路桥梁收缩徐变及温度场研究意义 |
1.2 工程背景 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 劲性骨架混凝土拱桥的发展及研究现状 |
1.3.2 混凝土收缩徐变研究现状 |
1.3.3 钢管混凝土结构收缩徐变研究现状 |
1.3.4 混凝土箱形结构温度场研究现状 |
1.4 本文研究内容 |
第2章 自然环境条件下高强混凝土收缩徐变试验研究 |
2.1 试验概况 |
2.1.1 C60外包混凝土 |
2.1.2 C80管内混凝土 |
2.1.3 试验加载与测试 |
2.1.4 混凝土材料试验 |
2.1.5 加载配重块设计 |
2.2 材料特性试验结果及分析 |
2.2.1 C60外包混凝土强度及弹性模量 |
2.2.2 C80管内混凝土强度及弹性模量 |
2.2.3 环境温湿度变化情况 |
2.3 C60外包混凝土收缩徐变试验结果及分析 |
2.3.1 收缩试验结果及模型对比分析 |
2.3.2 收缩试验回归分析 |
2.3.3 徐变试验结果及模型对比分析 |
2.3.4 徐变试验加载龄期影响分析 |
2.3.5 徐变试验回归分析 |
2.4 C80管内混凝土收缩徐变试验结果及分析 |
2.4.1 收缩试验结果及模型对比分析 |
2.4.2 收缩试验回归分析 |
2.4.3 徐变试验结果及模型对比分析 |
2.4.4 变荷载作用下的应变对比分析 |
2.4.5 徐变试验回归分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 自然环境下混凝土收缩徐变预测模型 |
3.1 自然环境下混凝土收缩徐变发展规律及标准模型 |
3.1.1 试验结果与预测模型计算结果对比分析 |
3.1.2 混凝土收缩模型 |
3.1.3 混凝土徐变模型 |
3.2 自然环境下混凝土温湿度耦合收缩徐变预测模型 |
3.2.1 混凝土收缩影响分析 |
3.2.2 混凝土徐变影响分析 |
3.2.3 本文混凝土温湿度耦合收缩模型 |
3.2.4 收缩模型验证 |
3.2.5 本文混凝土温湿度耦合徐变模型 |
3.2.6 徐变模型验证 |
3.3 劲性骨架钢管混凝土收缩徐变 |
3.3.1 钢管混凝土收缩徐变试验 |
3.3.2 钢管混凝土和普通混凝土收缩试验结果对比分析 |
3.3.3 钢管混凝土和普通混凝土徐变试验结果分析 |
3.3.4 钢管混凝土徐变影响因素分析 |
3.3.5 钢管混凝土徐变模型 |
3.3.6 本文钢管混凝土徐变预测模型 |
3.4 混凝土徐变计算理论 |
3.4.1 混凝土徐变影响下的应力应变关系 |
3.4.2 龄期调整的有效模量法 |
3.5 本章小结 |
第4章 混凝土箱形拱结构温度场基本理论 |
4.1 混凝土箱形拱结构热力学基本理论及定解条件 |
4.1.1 导热基本定律 |
4.1.2 导热微分方程 |
4.1.3 定解条件 |
4.2 混凝土箱形拱结构表面传热的相关参数 |
4.2.1 天文参数 |
4.2.2 太阳辐射 |
4.2.3 对流换热 |
4.2.4 长波辐射 |
4.2.5 环境温度 |
4.2.6 混凝土箱形拱结构换热统一化模型 |
4.3 混凝土箱形拱结构温度场边界条件 |
4.3.1 温度场边界太阳总辐射 |
4.3.2 综合大气温度 |
4.4 本章小结 |
第5章 劲性骨架混凝土箱形拱结构温度场试验及有限元模拟 |
5.1 概述 |
5.2 主拱圈箱形拱结构温度场试验 |
5.2.1 测试截面 |
5.2.2 测点布置 |
5.2.3 温度场测试仪器 |
5.2.4 试验过程 |
5.3 拱脚截面温度场试验结果及分析 |
5.3.1 外界环境温度试验结果及分析 |
5.3.2 顶板横向试验结果及分析 |
5.3.3 顶板板厚方向试验结果及分析 |
5.3.4 腹板竖向试验结果及分析 |
5.3.5 腹板板厚方向试验结果及分析 |
5.3.6 底板横向试验结果及分析 |
5.3.7 底板板厚方向试验结果及分析 |
5.4 四分之一截面温度场试验结果及分析 |
5.4.1 外界环境温度试验结果及分析 |
5.4.2 顶板横向试验结果及分析 |
5.4.3 顶板板厚方向试验结果及分析 |
5.4.4 腹板竖向试验结果及分析 |
5.4.5 腹板板厚方向试验结果及分析 |
5.4.6 底板横向试验结果及分析 |
5.4.7 底板板厚方向试验结果及分析 |
5.5 混凝土箱形拱结构温度场有限元模拟参数的确定 |
5.5.1 材料参数 |
5.5.2 环境参数 |
5.5.3 截面参数 |
5.5.4 箱形拱结构内外表面传热边界条件 |
5.5.5 初始条件 |
5.6 混凝土箱形拱结构温度场有限元模拟 |
5.6.1 建立有限元模型 |
5.6.2 顶板温度 |
5.6.3 腹板温度 |
5.6.4 底板温度 |
5.7 本章小结 |
第6章 无翼缘板箱形拱结构温度梯度研究 |
6.1 国外规范关于混凝土箱形结构温度梯度的规定 |
6.1.1 英国BS-5400标准 |
6.1.2 新西兰设计规范 |
6.1.3 日本桥梁规范 |
6.1.4 美国AASHTO桥梁规范 |
6.1.5 澳大利亚桥梁规范 |
6.2 国内桥梁规范关于混凝土梁温度梯度模型的相关规定 |
6.2.1 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 |
6.2.2 《公路桥涵设计通用规范》 |
6.2.3 《铁路桥涵混凝土结构设计规范》 |
6.3 无翼缘板混凝土箱形拱结构温度梯度模型研究 |
6.3.1 拱脚截面横向温度梯度 |
6.3.2 拱脚截面竖向温度梯度 |
6.3.3 四分之一截面横向温度梯度 |
6.3.4 四分之一截面竖向温度梯度 |
6.3.5 混凝土箱形拱结构温度梯度模型分析 |
6.4 本章小结 |
第7章 大跨度高速铁路劲性骨架混凝土拱桥收缩徐变及温度效应研究 |
7.1 建立劲性骨架主拱圈有限元模型 |
7.1.1 有限元模型 |
7.1.2 施工阶段划分 |
7.1.3 主拱圈箱形结构环境温度变化情况 |
7.1.4 主拱圈箱形结构环境湿度变化情况 |
7.2 主拱圈箱形结构收缩徐变 |
7.2.1 收缩应变 |
7.2.2 徐变系数 |
7.2.3 控制截面及测点布置 |
7.2.4 外包混凝土应变结果 |
7.2.5 劲性骨架钢管应力结果 |
7.2.6 主拱圈箱形拱结构变形结果 |
7.3 劲性骨架混凝土拱桥温度效应分析 |
7.3.1 有限元模型 |
7.3.2 主拱圈箱形截面温度应力结果 |
7.3.3 主拱圈温度效应位移结果 |
7.4 本章小结 |
结论与展望 |
主要研究内容及结论 |
有待进一步研究的问题 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士期间发表的论文及参加的科研项目 |
(7)大跨度提篮式钢桁拱桥温度场与温度效应分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究意义 |
1.2 国内外钢拱桥建设情况 |
1.3 国内外温度效应研究现状 |
1.4 工程背景 |
1.5 本文主要研究工作 |
第2章 钢箱梁温度场及温度效应基本理论及参数计算 |
2.1 引言 |
2.2 热传导基本理论 |
2.2.1 热传导微分方程 |
2.2.2 三类边界条件 |
2.2.3 钢箱梁边界条件的处理 |
2.2.4 初始条件 |
2.3 温度场有限元分析方法 |
2.4 温度应力与温度应变分析 |
2.4.1 温度应力的结构力学解法 |
2.4.2 温度应力的有限元解法 |
2.5 本章小结 |
第3章 钢箱梁日照温度场初始条件与边界条件 |
3.1 引言 |
3.2 太阳辐射 |
3.2.1 太阳直射辐射 |
3.2.2 太阳散射辐射和地面反射辐射 |
3.2.3 悬臂阴影计算 |
3.2.4 太阳总辐射 |
3.2.5 钢箱梁太阳辐射强度值 |
3.3 大气温度 |
3.4 综合换热系数 |
3.4.1 对流换热系数 |
3.4.2 辐射换热系数 |
3.5 钢箱内部边界条件模拟 |
3.6 本章小结 |
第4章 钢箱梁温度场与温度效应有限元分析 |
4.1 有限元软件平台简介 |
4.2 温度场有限元分析 |
4.2.1 温度场计算方法 |
4.2.2 温度场模型介绍 |
4.3 温度场计算结果分析 |
4.3.1 温度场的分布 |
4.3.2 温度时程变化 |
4.4 各国规范对温度梯度的规定 |
4.5 不同季节温度场计算分析 |
4.5.1 温度场分布对比分析 |
4.5.2 温度时程变化对比分析 |
4.6 温度应力及温度变形分析 |
4.6.1 温度应力及变形计算方法 |
4.6.2 温度应力及变形计算模型介绍 |
4.6.3 计算结果 |
4.7 本章小结 |
第5章 全桥整体变温与梯度温度分析 |
5.1 引言 |
5.2 钢拱桥温度作用取值 |
5.3 有限元模型 |
5.4 全桥均匀温度效应分析 |
5.5 全桥梯度温度效应分析 |
5.6 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表论文 |
1.发表的论文 |
2.参与的项目 |
(8)钢-混凝土组合梁温度场及温度效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 国内外规范 |
1.3.1 钢-凝土组合桥梁设计规范(GB50917-2013) |
1.3.2 欧洲规范1 |
1.3.3 美国AASHTO公路桥梁设计规范 |
1.4 本文研究内容 |
第2章 温度场理论分析 |
2.1 传热学基本理论 |
2.1.1 温度场基本理论 |
2.1.2 热传导方程 |
2.1.3 热边界条件 |
2.1.4 有限元方程 |
2.1.5 温度场求解 |
2.2 边界条件与太阳辐射 |
2.2.1 对流换热 |
2.2.2 辐射换热 |
2.2.3 太阳辐射 |
2.3 参数有效性验证 |
2.3.1 实测资料 |
2.3.2 有限元模型 |
2.3.3 实测温度数据与有限元结果对比分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 钢-混组合梁桥温度场影响因素分析 |
3.1 模型概况 |
3.1.1 截面特性 |
3.1.2 有限元模型 |
3.2 温度场影响因素分析 |
3.2.1 参数确定 |
3.2.2 正交试验分析结果 |
3.3 温度场响应函数 |
3.3.1 多元线性回归 |
3.3.2 响应函数 |
3.3.3 有限元与拟合曲线对比分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 考虑地域特征的钢-混组合梁桥温度效应研究 |
4.1 三维模型建立 |
4.1.1 基本假定 |
4.1.2 模型建立 |
4.2 代表城市温度场分析 |
4.2.1 太阳辐射量计算以及气温拟合 |
4.2.2 温度场分析结果 |
4.3 代表城市温度效应分析 |
4.3.1 计算模型 |
4.3.2 计算工况说明 |
4.3.3 四个城市热-结构耦合分析结果 |
4.4 本章小结 |
第5章 高寒地区钢-混组合梁桥温度场及温度效应分析 |
5.1 工程概况 |
5.1.1 截面特性 |
5.1.2 参数确定 |
5.2 温度场分析结果 |
5.2.1 温度时变历程 |
5.2.2 截面温度分布 |
5.2.3 温度分布云图 |
5.3 温度效应分析 |
5.3.1 时变历程 |
5.3.2 关键时刻截面应力、挠度分布 |
5.3.3 应力分布云图 |
5.4 温度效应分析方法 |
5.4.1 钢-混组合梁温度应力基本理论 |
5.4.2 考虑混凝土温度梯度的竖向应力计算方法 |
5.4.3 对比验证 |
5.5 本章小结 |
结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文和参与的科研项目 |
(9)大温差地区混凝土箱梁温度场与温度效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究的目的和意义 |
1.4 研究内容与思路 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 研究思路 |
第二章 大温差地区混凝土箱梁温度场特征分析 |
2.1 概述 |
2.2 背景工程与环境条件 |
2.2.1 背景工程概况 |
2.2.2 太阳辐射简介 |
2.3 温度场分析基本理论与方法 |
2.3.1 基本导热微分方程及边界条件 |
2.3.2 箱梁相关参数取值 |
2.3.3 有限元模型 |
2.4 二维温度场分析 |
2.4.1 温度场时变特点分析 |
2.4.2 箱梁温度变化特点分析 |
2.5 二维温度场参数敏感性分析 |
2.5.1 箱梁高度的影响 |
2.5.2 底板厚度的影响 |
2.5.3 腹板厚度的影响 |
2.5.4 顶板厚度的影响 |
2.5.5 导热系数的影响 |
2.6 三维温度场分析 |
2.6.1 温度场时变特点分析 |
2.6.2 箱梁温度变化特点分析 |
2.6.3 二维与三维温度场的对比分析 |
2.7 本章小结 |
第三章 大温差地区混凝土箱梁温度应力特征分析 |
3.1 概述 |
3.2 基本原理和分析工况 |
3.2.1 温度应力分析基本理论 |
3.2.2 二维和三维温度应力分析工况 |
3.2.3 二维和三维有限元模型 |
3.3 二维温度应力分析 |
3.3.1 太阳直射时应力分析 |
3.3.2 环境温度降低时应力分析 |
3.4 不同模型的温度应力对比分析 |
3.4.1 太阳直射时温度应力分析 |
3.4.2 环境温度降低时温度应力分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 悬浇过程中现浇节段温度作用效应分析 |
4.1 概述 |
4.2 基本原理分析工况 |
4.2.1 水化热理论 |
4.2.2 参数设置与分析工况 |
4.2.3 有限元模型 |
4.3 现浇段水化热引起的温度场分析 |
4.3.1 温度场时变特点 |
4.3.2 温度场变化特点分析 |
4.4 现浇段水化热引起的温度应力分析 |
4.4.1 温度应力时变特点 |
4.4.2 控制现浇段产生裂缝的措施 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 主要研究结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间学术成果 |
(10)混凝土斜拉桥有限元模型修正与运营期时变效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 斜拉桥的发展概况 |
1.2 问题的提出 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 有限元模型修正研究现状 |
1.3.2 混凝土收缩徐变研究现状 |
1.3.3 混凝土桥梁温度场研究现状 |
1.3.4 斜拉桥辅助墩拉压支座研究现状 |
1.4 现有研究存在的主要问题 |
1.5 本文研究内容 |
第二章 基于多目标优化的有限元模型修正方法研究 |
2.1 引言 |
2.2 多目标优化理论 |
2.2.1 多目标优化问题的数学描述 |
2.2.2 多目标优化算法 |
2.3 工程背景 |
2.3.1 桥梁概况 |
2.3.2 桥梁静载试验 |
2.3.3 桥梁模态试验 |
2.4 初始有限元模型的建立 |
2.5 模型修正过程 |
2.5.1 待修正参数选取 |
2.5.2 目标函数 |
2.5.3 模型修正过程 |
2.5.4 模型修正结果 |
2.6 模型修正效果验证 |
2.7 小结 |
第三章 考虑混凝土收缩徐变和预应力筋松弛的混凝土斜拉桥时变效应研究 |
3.1 引言 |
3.2 混凝土收缩徐变理论 |
3.2.1 收缩徐变机理及影响因素 |
3.2.2 收缩徐变数学模型 |
3.3 预应力混凝土结构分析模型 |
3.3.1 预应力筋的模拟方法概述 |
3.3.2 基于杆梁组合单元的预应力筋单元模型 |
3.3.3 改进的预应力筋单元模型 |
3.4 预应力筋应力松弛的等效方法 |
3.4.1 预应力筋松弛 |
3.4.2 预应力筋松弛的等效蠕变系数 |
3.5 考虑收缩徐变和预应力筋松弛的混凝土桥梁时变效应分析方法 |
3.5.1 预应力筋单元 |
3.5.2 混凝土单元 |
3.5.3 基于组合单元的时间积分法 |
3.5.4 算例验证 |
3.6 基于杆梁组合单元的混凝土斜拉桥时变效应分析 |
3.6.1 有限元分析模型 |
3.6.2 背景斜拉桥健康检测 |
3.6.3 主梁挠度 |
3.6.4 斜拉索索力 |
3.6.5 索塔塔顶位移 |
3.6.6 辅助墩反力 |
3.7 小结 |
第四章 基于实测数据的混凝土斜拉桥n型梁温度场及温度效应研究 |
4.1 引言 |
4.2 温度场基本理论 |
4.2.1 热力学理论 |
4.2.2 温度场计算理论 |
4.3 温度场数据测试及分析 |
4.3.1 测点布置 |
4.3.2 混凝土Π型梁运营阶段实测温度场 |
4.3.3 斜拉索温度 |
4.3.4 索梁温差 |
4.4 Π型梁温度场有限元分析 |
4.4.1 Π型梁温度场有限元模型的建立 |
4.4.2 温度场计算结果及与实测值对比 |
4.5 Π型梁竖向温度梯度拟合 |
4.5.1 国内外温度梯度模式比较 |
4.5.2 基于实测值的П型梁竖向温度梯度拟合 |
4.6 温度效应分析 |
4.6.1 计算参数取值 |
4.6.2 整体升降温 |
4.6.3 主梁温度梯度 |
4.6.4 索塔温度梯度 |
4.6.5 索梁温差 |
4.7 小结 |
第五章 辅助墩拉压支座失效机理及预警方法研究 |
5.1 引言 |
5.2 拉压支座的构造及传力机制 |
5.3 基于全桥整体模型的运营阶段辅助墩拉压支座受力分析 |
5.3.1 研究背景 |
5.3.2 计算结果分析 |
5.4 接触问题基本理论及其求解方法 |
5.4.1 赫兹接触理论 |
5.4.2 接触问题求解方法 |
5.5 基于局部模型的运营阶段辅助墩拉压支座受力分析 |
5.5.1 弹塑性接触有限元分析模型 |
5.5.2 材料本构关系和屈服准则 |
5.5.3 局部精细模型计算结果 |
5.6 辅助墩拉压支座失效机理分析 |
5.7 辅助墩拉压支座失效预警方法 |
5.7.1 拉压支座失效的静动力特征 |
5.7.2 基于静动结合法的拉压支座失效预警方法 |
5.8 斜拉桥辅助墩拉压支座失效的应对措施 |
5.9 小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
四、日照作用平面二维温度场计算研究(论文参考文献)
- [1]大跨度钢管混凝土拱桥温度场及温度效应研究[D]. 周大为. 广西大学, 2021(02)
- [2]宁夏地区某混凝土箱梁桥日照温度场及其效应的时随特性分析[D]. 杨一帆. 重庆交通大学, 2021
- [3]基于Midas/civil的混凝土箱梁日照温差效应研究[D]. 李佳泽. 石家庄铁道大学, 2020(04)
- [4]大跨预应力混凝土刚构-连续梁桥温度效应研究与预测[D]. 王宇斌. 济南大学, 2020
- [5]大跨度斜拉桥温度场与温度效应分析[D]. 周兴林. 昆明理工大学, 2020(05)
- [6]大跨度高速铁路钢筋混凝土劲性骨架拱桥收缩徐变及温度场研究[D]. 张双洋. 西南交通大学, 2020
- [7]大跨度提篮式钢桁拱桥温度场与温度效应分析[D]. 闫刚. 西南交通大学, 2019(03)
- [8]钢-混凝土组合梁温度场及温度效应研究[D]. 刘丽芳. 西南交通大学, 2019(03)
- [9]大温差地区混凝土箱梁温度场与温度效应研究[D]. 王成. 重庆交通大学, 2019(06)
- [10]混凝土斜拉桥有限元模型修正与运营期时变效应研究[D]. 彭涛. 长沙理工大学, 2018(06)