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沙河大型渡槽施工过程瞬态温度应力分析 1.引言 随着现代城市的快速发展,大型渡槽的建设已成为城市基础设施的重要组成部分。然而,在渡槽的施工过程中,受到温度变化影响的因素主要有两个:一方面,现代城市的建设一般都进行在原来的土地上,渡槽的建设过程中避免不了施工材料和土地温度的变化;另一方面,渡槽构件的材料和结构的特殊性质使得它们较易变形,受到环境温度的影响较大。因此,在渡槽的设计和施工中,必须对温度变化对渡槽结构产生的影响进行研究和分析。 2.渡槽施工过程瞬态温度应力 渡槽的施工过程中受到的瞬态温度应力主要有两种:一种是内部应力与外部应力的相互作用导致的应力,一种是温度梯度导致的应力。 2.1内部应力与外部应力相互作用导致的应力 由于渡槽施工的特殊性质,渡槽内部的材料和外部温度的变化会产生相互作用。材料温度的变化会导致渡槽断面的形变,而形变会引起应力。这种应力也能导致渡槽产生变形。 举例来说,在渡槽内部安装预应力钢筋,在预应力钢筋的应力状态的持续改变下,就会产生相应的变形和应力。由于施工过程受到升温作用,预应力钢筋会产生同样的应力变化。这就意味着渡槽内部材料的应力也会随着时间的推移而发生变化。 2.2温度梯度导致的应力 由于渡槽断面的形状、尺寸及各部分材料的热膨胀系数不同,温度对这些部分的影响也不同,因此在高温或低温环境中,渡槽的内部各部分会产生不同的膨胀或收缩。不同部位膨胀或收缩的差异将形成应力。 3.渡槽施工过程瞬态温度应力分析 对于渡槽施工过程瞬态温度应力的分析,主要依赖数值模拟和实验测量两种方法。 在数值模拟方面,目前主要采用的是有限元法。通过研究渡槽的材料特性和结构特性,然后将其建模进行计算。通过瞬态温度分析模拟一个内部温度场。然后,根据材料力学理论分析每一时刻的应力状况,求得渡槽内各部位的热应力。温度梯度导致的应力也在计算中被考虑。 在实验测量方面,通常采用校准体法、光纤光栅传感技术、电子电气测量、电阻应变计和热释电测量等方法。其中,电阻应变计是国际上最常用的方法,用于测量材料的应变变化。使用这些方法可以测量渡槽结构在施工过程中的应力变化情况,并根据变形数据计算出渡槽内部材料的热应力分布。 4.结论 可见,渡槽在施工过程中,受到温度变化的因素影响较大。因此,在设计和施工过程中,必须对温度变化对渡槽结构产生的影响进行研究和分析。数值模拟和实验测量方法是研究渡槽施工过程瞬态温度应力的有效手段。通过对温度应力的研究和分析,可以发现和解决渡槽结构的热应力问题,从而保证渡槽结构的正常使用。