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许多桥梁在主梁结构施工结束,未进行沥青摊铺之前桥梁表面情况良好,而在沥青摊铺之后则主梁结构出现了裂缝。这些裂缝是由于桥梁施工质量引起的,还是由于沥青摊铺温度效应引起的,各方面意见不一。本文在阅读国内外文献的基础上,对钢筋混凝土连续箱梁在沥青摊铺作用下的温度场进行一系列研究,主要研究内容如下:
通过现场实测数据对沥青摊铺下面层时的箱梁结构温度场进行分析,确定摊铺作用影响深度,拟合出各个高度位置升温速率及最大温度值的滞后时间,通过实测数据拟合出箱梁结构在摊铺过程中竖向最大温差分布,研究了沥青摊铺下桥梁结构的纵向温差、横向温差。通过现场实际数据还分析了日照和摊铺上面层条件下箱梁结构的竖向温度梯度。
采用第一边界条件和第三边界条件对钢筋混凝土连续箱梁沥青摊铺作用下温度场进行有限元分析计算。对箱梁分析的边界条件进行了较详实的阐述。在箱体内部气温未知的情况下,提出将箱体内部空气划分单元的处理方法。通过对理论计算结果和实测数据的比较,可知:在理论求解定义的初始、边界条件和材料特性热工参数准确的前提下,我们是可以通过理论计算得到符合实际的箱梁温度场的。同时,通过理论计算分析可知沥青摊铺作用下温度叠加效应不明显,各个断面可独立进行分析。
沥青摊铺对桥梁温度场的影响是多方面综合因素共同作用的结果,通过对影响因素(沥青层厚度、太阳辐射强度、摊铺起始时间、风速)的理论分析,提出了考虑各种影响因素的温度梯度分布模式,为钢筋混凝土箱梁在沥青摊铺作用下的温度场和温度效应的分析计算提供了一种简化的计算公式。