高墩三维日照温度场数值模拟及试验研究

摘要：

研究目的:山区高速铁路圆端形空心高墩在日照作用下会存在温差,当截面温差及桥墩高度较大时,就会引起桥墩温度应力及墩顶位移,从而影响高速铁路运行的安全性及舒适性.为获取高墩三维日照温度场及温度变形规律,本文建立高墩三维温度场有限元模型,对高墩日照温度变化开展现场试验及模型验证,以68 m圆端形空心高墩为例,分析高墩径向、竖向温度场,以及高墩在日照作用下的变形和受力特征.研究结论:(1)高墩在日照作用下,径向温度沿壁厚方向变化符合负指数函数Tx =Ae-ax +B变化规律,日照温度影响深度约为0.60 m;(2)桥墩表面竖向温度符合Tz=Ae-az +kz+B函数变化规律;(3)墩顶最大水平位移发生在18:00左右,因此可取18:00的温度场作为控制荷载,对桥墩结构的变形进行检算;(4)桥墩内、外壁均会受到拉应力的影响,在设计时应同时考虑内、外表面的配筋加强,以保证桥墩的抗裂和安全性;(5)该研究成果可为高速铁路圆端形空心高墩的设计和施工提供参考.

关键词：高速铁路、空心高墩、温度梯度、温度变形、有限元分析

所属期刊栏目：33

分类号：U24;U442.5+9(铁路桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51378503;中国铁路总公司科技研究开发计划资助项目2015G001-K

在线出版日期：2017-02-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：57-62