第52卷第6期 2016年6月
·设计与研究·
甘肃水利水电技术
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全封闭箱型渡槽温度场分析研究
张继周
（甘肃省水利水电勘测设计研究院,甘肃兰州730000）
Vol.52,No.6 Jun.,2016
摘要：日照温度荷载对全对闭混凝土箱型渡情槽身的影响最大，在结构设计中应对日照条件下的温度场予以足够的重视。通过综合气温及其交换系数的计算分析，便可将边界条件统一转化为第三类边界条件。以ANSYS软件为计算分析平台，对引溉供水一期工程总干渠东略沟渡槽在日照条件下的温度场进行模拟，探讨全封闭箱型渡槽槽身的温度分布
规律，推导适合甘肃中部地区日照条件下的全封闭混凝土箱型渡槽情身的温度梯度模式。关键词：全封闭箱型渡槽；日照；ANSYS；温度场；分析研究
中图分类号：TV672.3 1前言
文献标志码：A
文章编号：2095-0144(2016)060029-05
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全封闭混凝土箱型渡槽槽身具有抗弯与抗扭能力强、截面效率系数高、承载能力大、适应现代化施工等优点，因而在水利工程中得到广泛的应用5。但由于混凝土的导热系数比较小，长期暴露在自然环境之中的槽身，当外表温度发生变化时，内部温度却产生明显的滞后现象，这就导致各层混凝土的温度产生差异，从而形成了较大的温度梯度。槽身的内外约束对其温度变形具有阻碍作用，这就使得槽身内部产生较大的温差应力。据相关研究表明，槽身内的温差应力对其结构影响较大，不少槽身由此影响而产生开裂"。因此，在槽身结构设计中应对温度场予以重视。
全封闭混凝土箱型渡槽槽身的温度荷载分为日照温度荷载、骤然降温温度荷载，以及年温度荷载三种，其中日照温度荷载产生的温差效应最为明显，最为复杂，并对结构产生的破坏力也最大。采用 ANSYS软件为计算平台，对日照荷载作用下的全封
闭混凝土箱型渡槽槽身温度梯度进行分析研究。 2温度场求解定解条件
求解全封闭混凝土箱型渡槽槽身的温度场，即为在定解条件下对导热微分方程进行求解。对于瞬态导热问题，定解条件包括初始条件和边界条件23，初始条件是指初始时刻槽身内的已知温度分布，可
收稿日期：2016-05-01
T(x,y,z,t)Io=T(x,y,z) 边界条件共分为三类：
(1)
(1)如果已知边界上的温度值，则称为第一类边界条件，即
T=T(t)
式中中—物体边界。
(2)
(2)如果已知边界上的热流密度，则称为第二类
边界条件，即 e7
lg=g(@) an
式中：n—边界中的外法线方向；
(3)
9(t)——通过边界由外界流入物体内部的热流
密度。
（3）如果已知物体边界与周围流体热交换的表面传热系数h以及流体的温度T，则称为第三类边界条件，即
T
l=h(T-T) an
(4)
对于日照温度场问题来讲，在全封闭箱型渡槽槽身的同一位置，既有已知太阳辐射热流密度的第二类边界条件，又有已知周围空气温度的第三类边界条件。考虑ANSYS软件功能及其分析研究的可靠性，对于组合边界条件,将其转化成同一类型第三
作者简介：张继周（1985-），男，甘肃通滑人，助理工程师，主要从事水利水电工程设计，E-mail：gssdyzjz@163.com。
万方数据
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