混凝土薄壁高墩日照温度分布研究

资料大小：200KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-17

资料介绍

混凝土薄壁高墩日照温度分布研究
李浩，王欢，王选仓
(1．西藏民族学院信息工程学院，陕西咸阳712082；2．长安大学公路学院，陕西西安710064)
摘要：为了减少日照影响对混凝土薄壁高墩的影响，通过对薄壁墩日照温度分布的观测，建立温差函数公式，利用有限元软
件ANSYS对薄壁墩日照温度分布进行分析。结果表明：桥墩受日照影响最大的是中午l4点左右受日照直射的薄壁墩表面；推导
出的半经验半理论函数公式体现了混凝土薄壁高墩受日照影响的温度分布；利用有限元软件计算得出的混凝土薄壁墩温度分布
与温差函数基本拟合。
关键词：薄壁高墩；日照；温度分布；ANSYS
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2014)05—0038—03
Study on sunshine temperature field of concrete high thin piers
LIHao ，W ANG Huan ，WANG Xuancang
(1．School ofInformationEngineering，TibetInstituteforNationalities，Xianyang712082，China；
2．School ofHighway，Chang’an University，Xi’an 710064，China)
Abstract： In order to reduce the effects ofsunshine on concrete hi【gh thin pier，the temperature diference function formula was established，
through the observation ofthe sun shine temperature distribution ofthe thin pier，thin pier sun shine temperature distribution was an—
alyzedbyusingANSYS．The results show thatdirect sun shinepier surface around 14：00is greatestaffectedby sunshine；deduced semi—ex—
perience and theory function form ula reflects hi曲thin temperature distribution that afected by sunshine；concrete hi gh thin pier tempera—
ture distribution and temperature diference function is fit by calculated using finite element software．
Key w ords： high thin piers；sun shine；temperature distribution；ANSYS
0 引言
随着我国交通事业的发展，桥梁工程呈现出大跨径、
高桥墩的发展趋势。对于高桥墩等大体积混凝土结构，在
桥梁使用过程中日照温度变化对其结构性能和安全性的
影响不容忽视。混凝土薄壁高墩的温度效应与日照、地理
情况、大气透明度、风等因素关系密切，尤其是日照温度效
应，对薄壁高墩影响最大。随着日照温度的变化，薄壁高墩
表面与内部会产生不小的温差，从而在混凝土结构内部产
生温度应力，使薄壁高墩发生变形及开裂。因此，本试验
通过对中部山区某桥梁薄壁高墩日照温度的观测及计算，
得出该桥墩最不利的温差函数，为相似环境下的薄壁高墩
设计提供参考。
1 混凝土薄壁高墩温度观测分析
桥墩截面尺寸采用7 mx5 m，长边壁厚为0．65 m，短边
壁厚为0．8 m。温度测试选择为10月中旬和11月中旬各
一天，时间为早上8：30至晚上24：00，气温分别为8 4℃
和3～14℃ ，天气情况为晴天。测点位于桥墩墩底处截面。该
桥东西走向，早上日出后桥墩东侧受日照直射、上午10：00
左右桥墩东南部受日照直射、中午14：00左右桥墩南侧受日
照直射，下午17：00左右桥墩西侧受日照直射，桥墩北侧无
阳光照射。
一天中的墩身内外温度变化规律如图1、2。
时1日J
图1 10月某日墩身内外温度变化规律
由图1和图2可知：
(1)墩身内部由于受外界环境影响较小，温度在一天
之中基本不变；而墩身外部温度受环境影响较大，呈现随
日出和日落升高与下降的规律。
(2)日照前，由于墩身内部受环境影n~／l,，保温作用比