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钢箱梁桥温度场有限元模拟及其敏感性分析

2015-10-21王宇

建筑工程技术与设计 2015年12期

王宇

摘要:本文通过采用ANSYS有限元软件对钢箱梁温度场进行瞬态模拟,并适当变换大气温度、箱梁高度及结构表面的辐射吸收系数等参数的数值,并对有限元计算结果进行对比分析,以获得钢箱梁与组合板梁温度场对各参数的敏感性。

关键词:钢箱梁;温度场;有限元模拟;敏感性分析

国内对于桥梁温度场的研究早期多集中于混凝土箱梁,对于钢箱梁温度场的研究起步较晚,混凝土箱梁温度场的研究方法可对钢箱梁起到一定借鉴作用。Emerson M在1976年夏季和1979年的冬季分别对混凝土桥、组合梁桥和钢桥进行了为期15天的连续温度监测,提出桥梁的有效温度概念,且给出相关的影响因素;并通过对实测数据进行分析,提出一种利用阴面温度的变化函数来评估混凝桥、组合梁桥和钢桥的每日有效温度的计算方法,并对其精确度的局限性进行了讨论 [1-6]。东南大学雷笑对一座具有100mm沥青铺装层的预应力混凝土箱梁桥进行了为期2年的温度监测,在实测数据的基础上采用统计分析的方法对混凝土箱梁的日照温差代表值進行了分析计算[7]。华南理工大学陈家齐对湛江大桥施工过程中钢箱梁的温度分布进行监测,通过对温度监测数据进行回归分析,发现钢箱梁截面沿腹板高度方向温度分布呈非线性,并提出适用于湛江地区夏季钢箱梁的温度梯度模式[8]。

一、钢箱梁温度场有限元分析步骤

(1)选定单元类型、设置材料属性

由于钢箱梁钢板较薄,忽略钢板沿厚度方面的热传导,因此钢板选用SHELL57单元进行模拟。……

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