| 【中文题名】 | 大体积混凝土桥墩水管冷却温度场分析与试验研究 |
| 【英文题名】 | Analytical and Experimental Study of Temperature Field under the Using of Cooling Pipe for Massive Concrete Pier |
| 【学科专业】 | 桥梁与隧道工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-27 |
| 【中关键词】 | 龙潭河特大桥,水化热温度场,桥墩,ANSYS软件,冷却水管,仿真计算 |
| 【英关键词】 | The Extra-long Longtan River Bridge,Temperature Field Caused by Cement Heat,Pier,ANSYS Software,Cooling Pipe,Emulation Calculation,Control Measure of Temperature, |
| 【分类导航】 | 交通运输>公路运输>桥涵工程>桥梁施工>各项工程>混凝土和钢筋混凝土工程 |
| 【论文摘要】 |
温度裂缝是大体积混凝土裂缝的主要存在形式,为控制温度裂缝,对混凝土温度场进行仿真分析就成为一个重要的研究课题。本文基于有限单元法结合龙潭河特大桥桥墩温控实践,对大体积混凝土水管冷却三维温度场进行了较深入的研究。主要内容如下:
1、结合龙潭河特大桥温控实践过程,现场测试了首节墩身大体积混凝土温度场,根据实测结果,总结了该桥桥墩混凝土温度场的基本特征。
2、大体积混凝土施工期冷却水管作用下的温度场属于混凝土固体热传导与冷却水管对流换热的不稳定温度场,可用ANSYS热分析模块中的瞬态热分析来模拟冷却水管与混凝土的热量交换。将ANSYS中相关功能进行了整合,介绍了其基本实现过程。
3、基于ANSYS的APDL语言,编制了计算程序,对一实际工程龙潭河特大桥桥墩施工期水管冷却温度场进行了计算,计算与实测结果比较表明,用ANSYS软件模拟混凝土水管冷却温度场是可行的,计算结果是可靠的。同时对该桥温控提出了有益的建议。
4、对影响冷却水管冷却效果的敏感因素做了参数分析,主要考虑了冷却水温度、水管间距、冷却水流量对混凝土体内最高温升的影响,得出了一些有益的结论。根据本文分析,结合现有国... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-10 |
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第1章 绪论 |
10-16 |
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1.1 课题研究的背景及意义 |
10-12 |
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1.2 国内外研究概况及发展趋势 |
12-14 |
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1.3 本文主要研究内容 |
14-15 |
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小结 |
15-16 |
|
第2章 现场试验测试及成果整理 |
16-37 |
|
2.1 现场试验概况 |
16-20 |
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2.1.1 首节墩身基本特征 |
16-18 |
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2.1.2 龙潭河特大桥首节墩身温控措施 |
18-20 |
|
2.2 现场测试及成果分析 |
20-33 |
|
2.2.1 左线6 号墩宜昌肢 |
20 |
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2.2.2 左线6 号墩恩施肢 |
20-21 |
|
2.2.3 左线7 号墩宜昌肢 |
21-22 |
|
2.2.4 左线7 号墩恩施肢 |
22-23 |
|
2.2.5 左线8 号墩宜昌肢 |
23-24 |
|
2.2.6 左线8 号墩恩施肢 |
24-25 |
|
2.2.7 左线9 号墩宜昌肢 |
25-26 |
|
2.2.8 左线9 号墩恩施肢 |
26-27 |
|
2.2.9 右线5 号墩宜昌肢 |
27-28 |
|
2.2.10 右线5 号墩恩施肢 |
28 |
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2.2.11 右线6 号墩宜昌肢 |
28-29 |
|
2.2.12 右线6 号墩恩施肢 |
29-30 |
|
2.2.13 右线7 号墩宜昌肢 |
30-31 |
|
2.2.14 右线7 号墩恩施肢 |
31 |
|
2.2.15 右线8 号墩宜昌肢 |
31-32 |
|
2.2.16 右线8 号墩恩施肢 |
32-33 |
|
2.3 测试结果总结与分析 |
33-36 |
|
小结 |
36-37 |
|
第3章 温度场有限元法基本理论 |
37-51 |
|
3.1 导热微分控制方程 |
37-39 |
|
3.2 变分原理 |
39-42 |
|
3.2.1 平面问题 |
39-41 |
|
3.2.2 空间问题 |
41-42 |
|
3.3 瞬态温度场的有限元计算原理 |
42-46 |
|
3.3.1 不稳定温度场的显式解法 |
42-44 |
|
3.3.2 不稳定温度场的隐式解法 |
44-46 |
|
3.4 三维水管冷却问题的有限元法计算 |
46-47 |
|
3.4.1 沿程水温增量的计算 |
46-47 |
|
3.4.2 温度场的迭代求解 |
47 |
|
3.5 初始条件和边界条件 |
47-49 |
|
3.6 水泥的水化热及混凝土的绝热温升 |
49-50 |
|
小结 |
50-51 |
|
第4章 大体积混凝土水管冷却仿真分析的 ANSYS 方法 |
51-58 |
|
4.1 ANSYS 简介 |
51 |
|
4.2 ANSYS 热分析理论 |
51-53 |
|
4.2.1 控制微分方程 |
51-52 |
|
4.2.2 ANSYS 热分析的热传递方式 |
52 |
|
4.2.3 ANSYS 热分析种类 |
52-53 |
|
4.2.4 热分析的边界条件及初始条件 |
53 |
|
4.3 用 ANSYS 瞬态分析模拟混凝土瞬态温度场 |
53-57 |
|
4.3.1 理论上的可行性 |
53-54 |
|
4.3.2 实现过程 |
54-57 |
|
小结 |
57-58 |
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第5章 龙潭河特大桥桥墩施工期水管冷却温度场分析 |
58-77 |
|
5.1 左线8 号墩概况 |
58-59 |
|
5.2 计算参数的取值 |
59-60 |
|
5.3 有限元模型的建立 |
60-76 |
|
5.3.1 基本假设 |
60 |
|
5.3.2 模型的建立 |
60-61 |
|
5.3.3 计算结果数据分析 |
61-76 |
|
小结 |
76-77 |
|
第6章 水管冷却参数分析及防裂措施 |
77-83 |
|
6.1 引言 |
77 |
|
6.2 冷却水温度的影响 |
77-79 |
|
6.3 冷却水流量的影响 |
79-80 |
|
6.4 水管间距的影响 |
80-81 |
|
6.5 温度裂缝预防措施 |
81-83 |
|
小结 |
83-84 |
|
结语与展望 |
84-86 |
|
参考文献 |
86-89 |
|
附录A （攻读学位期间所发表的学术论文目录） |
89-90 |
|
致谢 |
90 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.104446 |
