温度对桥梁模态的影响 李成才

温度对桥梁模态参数的影响李小年;陈艾荣;马如进【摘要】In this paper, a theoretical formula describing the temperature effect on the frequency of simply-supported beam is deduced. Then, by taking a single-pylon cable-stayed bridge with curved composite beam as the object, the temperature response and the effect on the frequency are analyzed, and a finite element method is proposed to quantify the effect of ambient temperature on the frequency of complex structures. The results show that (1) ambient temperature influences the modal frequency of the bridge structure mainly in three ways, namely, changing the structural size, producing internal force in the statically indeterminate structure and changing the mechanical properties of the structural material; (2) the influence of structure size change on the modal frequency can be neglected; and (3 ) the influence degree of ambient temperature on the modal frequency mainly depends on the structure form, the material, the section size and the internal force state. Moreover, case study results indicate that(1) different temperature modes have different influences on the deformation and the internal force of the structure;(2) the influence of uniform temperature on the modal frequency of cable-stayed bridge is mainly due to the change of elastic modulus, while the influence of girder temperature gradient is mainly due to the change of internal force; and ( 3) neither the cable temperature difference nor the pylon temperature gradient has any significant influence on the modal frequency.%从理论上推导了温度对简支梁频率的影响公式,并对一个独塔组合梁弯斜拉桥进行了温度效应和频率影响分析,提出了利用有限元计算来量化温度对复杂结构频率影响的方法.结果表明:环境温度主要通过使结构尺寸变化、使超静定结构产生内力以及使结构材料的力学性能发生改变这3种方式影响结构模态频率,其中结构尺寸变化的影响可以忽略不计；环境温度对结构模态频率的影响程度主要取决于结构形式、材料、截面大小以及结构内力状态.实例分析显示:不同温度模式对结构变形和内力的影响差别很大；体系温差对斜拉桥频率的影响主要是由弹性模量随温度的变化而引起的；主梁温度梯度对频率的影响体现在温度内力的改变上,而索梁温差和索塔温度梯度对频率基本无影响.【期刊名称】《华南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(040)004【总页数】6页(P138-143)【关键词】温度;模态参数;简支梁;斜拉桥;有限元【作者】李小年;陈艾荣;马如进【作者单位】同济大学桥梁工程系,上海200092;同济大学桥梁工程系,上海200092;同济大学桥梁工程系,上海200092【正文语种】中文【中图分类】U441近年基于振动的结构健康监测技术已经越来越多地受到关注，英国和美国在20世纪80年代中后期开始建立各种规模的桥梁健康监测系统，我国自20世纪90年代起也在一些大型重要桥梁上建立了不同规模的长期监测系统，如香港的青马大桥、汲水门大桥和汀九大桥，内地的虎门大桥、徐浦大桥、江阴长江大桥等［1-2］.但目前在基于环境激励的结构健康监测和损伤识别技术研究中还存在许多困难，如何区分环境因素变化与结构损伤所引起的结构模态参数的变异性，并量化环境因素对结构模态参数的影响，是最值得关注的难点之一.已有的部分环境激励测试结果显示，环境因素导致的模态参数变异非常显著，且远远大于结构损伤引起的变化.国内外的研究者们在这方面做了很多工作，如Xia等［3］分析了一个室外钢筋混凝土连续板在两年内的结构模态参数变化，并基于线性回归方法建立模态参数与环境因素的关系模型; Peeters等［4］研究了瑞士Z24桥一年的监测数据，发现由环境变化导致的结构的前4阶模态频率的年相对变化比大致为14%～18%，并认为温度是影响模态参数的主要原因，温度和频率的关系基本呈双线性，其频率基本随着温度的升高而降低;Farrar等［5-6］研究了各种环境因素对Alamosa Canyon桥振动频率的影响，观测得到该桥的第一阶自振频率在一天内的变化可以达到5%;Sohn等［7］基于多元线性回归方法对Alamosa Canyon桥的测试数据进行了分析，认为模态参数的改变和温度之间是线性的;闵志华等［8］对东海大桥主航道斜拉桥一年的结构状态监测数据进行了处理，基于相干性分析和相关性分析，认为在一年的分析周期内环境温度和结构振动水平是影响桥梁模态频率的主要因素.从以上可以看到，大部分研究都是基于实桥或模型的监测数据，选择结构模态参数与环境因素建立关系模型，并没有从理论上揭示环境因素对结构模态参数的影响机理，且不能保证环境因素与模态参数之间关系模型的准确性.文中主要研究了环境温度对结构模态参数的影响，深入揭示了温度对结构模态参数的影响机理.1 环境温度对模态频率的影响机理环境温度影响结构模态频率主要有3种方式: (1)温度变化会使结构产生变形，从而使结构尺寸发生变化;(2)温度变化会使超静定结构产生内力，而拉力使结构刚度增大，压力使结构刚度减小; (3)温度变化会影响结构材料的力学特性，尤其是材料的弹性模量.混凝土和钢材的弹性模量均会随着温度的升高而降低，从而导致结构模态频率的降低.温度对不同的结构形式的模态影响结果不同.例如，对于两端固定的梁而言，温度变化将只产生内力而不发生变形;对两端自由的梁，温度变化只产生变形而不产生内力;而大部分工程结构在温度作用下会同时产生内力和变形.以下以简支梁及约束轴向位移的简支梁为例，探讨温度对结构模态参数的影响机理.1.1 简支梁模型为简化问题，取一个等截面简支梁模型，如图1所示.分别以E、A、I、表示简支梁的弹性模量、截面面积、截面惯性矩及均布质量，且均为常数;L为简支梁跨度. 图1 简支梁模型Fig.1 Model of simply-supported beam第n阶模态频率的表达式为对式(1)两边取自然对数后微分，整理可得式中，δ表示相应参数的增量.上式右边第一项表示弹性模量变化对频率的影响，第二项和第三项表示变形对频率的影响.假设各参数均随温度线性变化，则当温度改变δt时，各参数相对变化值分别为式中:θE为弹性模量随温度的变化率，为待定参数; θL=α为材料的线膨胀系数;θI 则根据不同截面，数值稍有不同，一般与α4同量级，因此可以忽略不计.将相对变化值代入式(2)中，可得式(3)可用来估计温度改变引起的简支梁频率变化.对于混凝土材料，α=1.0×10－5/℃;对于钢材，α=1.2×10－5/℃.而对于环境温度作用下θE的取值，目前的研究成果很少.借鉴材料抗火研究［9］，混凝土和钢材的θE取值如下:将其代入式(3)可知，温度每升高1℃，混凝土构件频率降低0.076%，钢构件频率降低0.024%.同时可以看出，结构尺寸变化对频率的影响可以忽略不计.1.2 约束轴向位移的简支梁模型约束简支梁的轴向位移，则温度改变仅产生轴向压力N=αδtEA，而不产生轴向位移，如图2所示.图2 约束轴向位移的简支梁模型Fig.2 Model of simply-supported beam with axial displacement restraint有轴力作用下的简支梁第n阶模态频率的解析式为在此只考虑轴力N的影响，其他参数均作为常数处理.则对式(5)两边取自然对数后微分，整理得到式中，为构件的欧拉临界力.从式(6)可以看出，轴力对结构频率的影响是非线性的，频率相对变化不仅和轴力相对变化量有关，还与结构原轴力大小有关.当原有轴力接近于欧拉临界力时，轴力改变对结构频率的影响越来越剧烈，且对低阶频率的影响比对高阶频率的影响大. 从以上分析可知，温度主要通过改变材料弹性模量以及结构内力来影响结构频率，其影响程度则取决于结构形式(静定或超静定)、材料物理性能(E、α)、截面大小(I、A)以及结构内力状态.对于复杂的桥梁结构而言，模态参数的解析解通常很难寻求，而通过有限元计算方法能有效地考虑各种因素.以下以一座单塔双跨组合梁弯斜拉桥为研究对象，研究了温度对结构频率的影响.2 工程实例2.1 斜拉桥温度效应某独塔组合梁弯斜拉桥跨径布置为42 m+ 105m+126m+30m+42m+42m，其第二至六跨位于半径为175m的圆曲线上，主跨的主梁由一个中央箱梁、两个边工字梁以及现浇25～27 cm厚的混凝土桥面板组成，75 m高的斜塔成为当地独特的一道风景，如图3所示.图3 桥梁立面、平面及主梁截面图(单位:cm)Fig.3 Elevation，plan view and cross section of the bridge (Unit:cm)采用大型通用有限元程序MIDAS建立空间模型，其中钢主梁、横梁、桥墩等均采用梁单元模拟，混凝土桥面板采用板单元模拟，拉索采用索单元模拟，混凝土斜塔用实体单元模拟，全桥共4375个节点、5100个单元(2946个梁单元，18个索单元，732个板单元及1404个实体单元)，如图4所示.图4 桥梁有限元模型Fig.4 Finite element model of the bridge静力分析时，考虑拉索的垂度效应、塔梁P-δ效应、几何大变形等非线性因素;动力特性分析时，考虑内力对结构刚度的影响，并根据拉索的内力对其弹性模量进行垂度修正.由于斜拉桥的温度分布情况非常复杂，一般可将温度作用分为体系温差、索梁(塔)温差、主梁温度梯度以及主塔温度梯度4个方面来分别考虑［10］.体系温差是指斜拉桥各构件发生均匀的温度变化;索梁(塔)温差是由于斜拉索的结构尺寸较小且导热性能较好而引起的附加的温度变化;主梁温度梯度是指主梁沿截面高度发生不均匀温度变化，即竖向温度梯度;主塔温度梯度由日照引起，即朝阳面和阴面之间的侧向温差.以温度日变化为研究对象，体系温差考虑升温20℃，索梁温差为+10℃，主塔温度梯度为塔身左右侧+5℃，主梁温度梯度采用 Eurocode《BS EN 1991-1-5:2003》来取值，即混凝土桥面板升温+10℃.通过几何非线性有限元计算，得到各种温度模式作用下主梁的位移，如图5所示.由于影响结构频率的主要是轴力，故只列出各温度模式作用下主梁的轴力，如图6所示.图5 各温度模式作用下的主梁变形Fig.5 Deformation of girder in each temperature mode图6 各温度模式作用下的主梁轴力Fig.6 Axial force of girder in each temperature mode计算结果表明，不同温度模式对结构变形和内力的影响差别很大.就位移而言，体系升温主要引起主梁纵向伸长，索梁温差和索塔温度梯度主要引起主梁竖向挠度，而主梁温度梯度则引起较小的主梁纵向位移和竖向挠度;从主梁内力上来看，体系升温产生较大的轴向压力，而主梁温度梯度产生较大的轴向拉力.2.2 温度对斜拉桥频率的影响从以上分析可以看出，温度对结构频率的影响机理主要在于其改变了材料的弹性模量及结构的内力状态.利用有限元来量化这种影响时，弹性模量的改变可根据式(4)，在模型中进行手动修正;结构内力的改变可通过非线性静力分析(如上节所述)得到，考虑内力对结构刚度的影响并进行动力特性分析，则可得到温度内力对结构频率的影响，即式中，S为结构初始应力刚度矩阵，K0为结构初始刚度矩阵，M为结构质量矩阵，ωi为第i阶自振圆频率，φi为第i阶模态位移向量.以结构初始状态的频率为参照，各温度模式对频率的影响定义如下:式中，f0为结构初始状态的模态频率，fi为结构在第i个温度模式作用下的模态频率.根据以上计算方法，得出各温度模式对频率的影响结果如表1所示.从表1可以看出，该斜拉桥在一天时间内的频率变化可以达到2%以上.体系升温对斜拉桥频率的影响主要是由弹性模量随温度改变引起的，主梁温度梯度对频率的影响体现在温度内力的改变，而索梁温差和索塔温度梯度则对频率基本无影响.对于主梁温度梯度，由于日照引起混凝土桥面板纵向伸长，从而使钢主梁承受较大的轴向拉力，因此桥梁频率不降反升.表1 各温度模式对频率的影响1)Table 1 Influence of each temperature mode on frequency1)表中正值表示增加，负值表示减小.模态序号模态频率/Hz /% 1 0.6765 －0.76 －0.25 －0.06 0.84 －0.09 －0.04 －0.索塔温度梯度模式体系升温模式主梁温度梯度模式索梁温差模式弹性模量的改变对频率的影响/%内力改变对频率的影响/%弹性模量的改变对频率的影响/%内力改变对频率的影响/%弹性模量的改变对频率的影响/%内力改变对频率的影响/%弹性模量的改变对频率的影响/%内力改变对频率的影响0.00 03 0.01 2 0.9732 －1.34 －0.03 －0.01 0.08 －0.02 －0.02 －0.15 0.00 3 1.2008 －0.68 －0.14 －0.07 0.62 －0.12 －0.01 －0.01 0.00 4 1.2992 －0.80 －0.31 －0.17 2.74 0.00 0.01 0.00 0.00 5 1.4166 －0.90 －0.13 －0.16 1.13 －0.04 0.00 0.00 0.00 6 1.5601 －0.72 －0.25 －0.16 2.47 －0.01 0.01 0.00 －0.01 7 1.6810 －0.79 －0.12 －0.14 0.41 －0.06 －0.01 0.00 0.00 8 2.0555 －0.77 －0.10 －0.11 0.30 －0.06 0.00 －0.01 0.00 9 2.1744 －0.80 －0.05 －0.06 0.16 －0.11 －0.02 －0.02 0.00 10 2.4638 －0.72 －0.14 －0.12 0.36 0.00 0.00 0.003 结论文中从理论上推导了温度对简支梁频率的影响公式，并对一个独塔组合梁弯斜拉桥进行了温度效应分析和频率影响分析，揭示了温度对结构模态参数的影响机理.得到如下结论:(1)环境温度影响结构模态频率主要有3种方式:使结构尺寸变化、使超静定结构产生内力、使结构材料的力学特性发生改变.其中结构尺寸变化的影响可以忽略不计，材料弹性模量的改变及结构内力的变化为主要影响方式.(2)环境温度和结构模态频率间并不一定具有负相关性，其影响程度主要取决于结构形式、材料、截面大小以及结构内力状态.(3)工程实例分析表明，不同温度模式对结构变形和内力的影响差别很大.体系升温对斜拉桥频率的影响主要是由弹性模量随温度改变引起的，主梁温度梯度对频率的影响体现在温度内力的改变，而索梁温差和索塔温度梯度对频率基本无影响. (4)目前尚没有材料在环境温度变化下的本构关系研究，复杂桥梁结构的温度场方面的研究也相对较少，如要精确量化温度对结构模态参数的影响，应从这两方面加强研究.参考文献:［1］张启伟.大型桥梁健康监测概念与监测系统设计［J］.同济大学学报:自然科学版，2001，29(1):65-69.Zhang Qi-wei.Conception of long-span bridge health monitoring and monitoring system design［J］.Journal of Tongji University:Natural Science，2001，29(1):65-69.［2］袁万城，崔飞，张启伟.桥梁健康监测与状态评估的研究现状与发展［J］.同济大学学报:自然科学版，1999，27(2):184-188.Yuan Wan-cheng，Cui Fei，Zhang Qi-wei.Current research and development of structural health monitoring and condition assessment for bridges［J］.Journal of Tongji University:Natural Science，1999，27(2):184-188.［3］ Xia Y，Hao H，Zanardo G.Long term vibration monitoring of an RC slab:temperature and humidity effect［J］.Engineering Structures，2006，28:441-452.［4］ Peeters B，De Roeck G.One-year monitoring of the Z24-Bridge:environmental effects versus damage events［J］.Earthquake Engineering and Structural Dynamics，2001，30:149-171.［5］ Farrar C R，Doebling S W，Cornwell P J.Variability of modal parameters measured on the Alamosa Canyon Bridge［C］∥Proceeding of 15th IMAC.Orlando:［s.n.］，1997:257-263.［6］ Doebling S W，Farrar C R.Effects of measurement statistics on the detection of damage in the Alamosa Canyon Bridge［C］∥Proceeding of 15th IMAC.Orlando:［s.n.］，1997:919-929.［7］ Sohn H，Dzwonczyk M，Straser E G.An experimental study of temperature effect on modal parameters of the Alamosa Canyon Bridge ［J］.Earthquake Engineering and Structural Dynamics，1999，28:879-897. ［8］闵志华，孙利民，淡丹辉.影响斜拉桥模态参数变化的环境因素分析［J］.振动与冲击，2009，28(10):99-105.Min Zhi-hua，Sun Li-min，Dan Dan-hui.Effect analysis of environmental factors on structural modal parameters of a cable-stayed bridge［J］.Journal of Vibration and Shock，2009，28(10):99-105.［9］朱伯龙，陆洲导，胡克旭.高温(火灾)下混凝土与钢筋的本构关系［J］.四川建筑科学研究，1990(1):37-43.Zhu Bo-long，Lu Zhou-dao，Hu Ke-xu.Constitutive relationship of concrete and steel bar under high temperature［J］.Sichuan Building Science，1990(1):37-43.［10］邓小伟，石雪飞，阮欣.超大跨径钢斜拉桥的温度荷载调研与温度效应分析［J］.石家庄铁道大学学报:自然科学版，2010，23(3):57-62.Deng Xiao-wei，Shi Xue-fei，Ruan Xin.Investigation and analysis of temperature acts on long-span steel cablestayed bridges［J］.Journal of Shijiazhuang Tiedao University:Natural Science，2010，23(3):57-62.。

大跨度中承式钢管混凝土提篮拱桥温度效应分析大跨度中承式钢管混凝土提篮拱桥是指由钢管和混凝土共同组成的拱形结构，用于跨越较大的河流、高速公路等地形障碍物。

在桥梁的设计和施工过程中，需要考虑桥梁在温度变化下的影响，因为温度变化会导致桥梁结构的伸缩和形变。

本文将对大跨度中承式钢管混凝土提篮拱桥温度效应进行分析。

在大跨度中承式钢管混凝土提篮拱桥的设计过程中，桥面铺设预制混凝土树脂防滑层，钢管中填充混凝土，形成提篮状结构。

在实际使用中，桥梁会受到外界环境温度的影响，温度的变化会导致桥面和钢管的伸缩和形变。

因此，需要对桥梁在温度变化下的效应进行分析。

首先，我们来分析温度变化对桥面的影响。

当温度升高时，构成桥面的混凝土板会发生膨胀，使得桥面板的长度变长。

相反，当温度降低时，混凝土板会发生收缩，使得桥面板的长度变短。

这种长度的变化会导致桥梁产生伸缩应变，进而影响桥梁的整体稳定性。

因此，在设计和施工中，需要根据实际情况考虑混凝土板的伸缩系数，合理预留伸缩缝，以减小温度变化对桥面的影响。

其次，我们来分析温度变化对钢管的影响。

钢管具有较好的承载能力和抗弯刚度，能够有效支撑桥面的负荷。

然而，温度变化会导致钢管产生热胀冷缩的现象，从而引起钢管的伸缩和形变。

这种伸缩和形变会影响钢管与混凝土之间的粘结性能，进而影响整个提篮拱桥的稳定性。

因此，在设计和施工中，需要采取相应的措施来减小温度变化对钢管的影响，如在钢管和混凝土之间设置隔热层，以减小温度变化对钢管的传导效应。

此外，温度变化还会导致混凝土的收缩和膨胀。

混凝土的收缩和膨胀会使得桥面产生应力和变形，进而影响桥梁的整体稳定性。

因此，在设计和施工中，需要根据混凝土的收缩膨胀系数，合理选择混凝土的配比和材料，以减小温度变化对混凝土的影响。

综上所述，大跨度中承式钢管混凝土提篮拱桥在设计和施工过程中需要充分考虑温度变化对桥梁的影响。

在桥面、钢管和混凝土的选择和配比中，需要考虑温度变化对其造成的影响，合理安排伸缩缝，采取有效的隔热措施，以保证桥梁的稳定性和安全性。

桥梁设计中温度荷载裂缝问题探讨目前，国内外许多学者已经进行了相关的研究，已证实了桥梁结构中温差应力的存在及对桥梁结构的重要影响，为此，很多国家都己经在设计标准中对温度场做出了规定。

此外，温度应力的存在也是导致混凝土桥梁出现裂缝的一个很重要的原因。

一、温度变化引起的裂缝1、年温差。

一年中四季温度不断变化，但变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移，一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝。

我国年温差一般以一月和七月月平均温度的作为变化幅度。

考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。

2、日照。

桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。

由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。

日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。

3、骤然降温。

大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。

日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土弹性模量不考虑折减。

4、水化热。

出现在施工过程中，大体积混凝土（厚度超过2.0米）浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。

施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥单位用量，减少骨料入模温度，降低内外温差，并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热。

5、蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。

6、预制T梁之间横隔板安装时，支座预埋钢板与调平钢板焊接时，若焊接措施不当，铁件附近混凝土容易烧伤开裂。

采用电热张拉法张拉预应力构件时，预应力钢材温度可升高至350℃，混凝土构件也容易开裂。

.二、荷载引起的裂缝混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

温度与桥梁跨中挠度的关联性分析摘要：近年来，预应力混凝土桥梁的高速发展及推动了桥梁事业的前进，同时也带来了一些急需解决的问题，预制梁由于日照、骤然降温等而产生温度应力和挠度。

温度作为一项重要的环境输入, 对桥梁结构状态的影响是不容忽视的。

本文通过引例对温度效应的分析、温度对混凝土的影响，提出了对桥梁挠度控制的建议。

关键词：温度挠度挠度计算应力和挠度控制一、引例先分析结构力学（一）力法中的一道例题由上面图7-17d可知，在不受任何外力作用只发生温度改变时的梁段也能产生很大的弯矩。

而在工程中，若不能考虑到这些问题，就会大大降低试件的寿命。

为保证工程质量, 已在预制梁生产过程中实行应力、应变和挠度“三控”。

使温度影响最小化。

下面看工程上温度和桥梁挠度的关联性二、温度对混凝土的影响混凝土拌和物是由水泥、集料、拌和用水及外加剂等物组成的混合物。

在混合物拌制过程及硬化过程中主要发生的化学变化是水泥的水化反应，水泥水化速度与水泥细度有关，同时也是随着温度的变化而变化的，温度越高，反应越快。

简言之，如果说温度是按算术级数升高的话，那么反应速率是在实用的温度范围内以每升高10 ℃大约增长70%的速率按几何级数增长的，反之亦然。

由此可见，水化反应速率要比温度的变化强烈得多。

同样给低温条件下混凝土的强度增长速率提供了研究依据。

与此同时，温度还对混凝土的裂缝形成也有很大的影响。

气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。

当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。

在施工中混凝土由最高温度冷却到使用时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。

有时温度应力可超过其他外荷载所引起的应力和挠度。

下面列举工程上一种由温度引起的挠度计算方法三、计算图式及其挠度计算1、计算图式由温度引起预应力混凝土预制梁的温度应力和挠度的计算图式, 见图1 。

(图中x轴与预制梁截面重心轴重合)。

图1 温度引起预应力混凝土预制梁的挠度计算图式2、挠度计算YT1的计算由日照引起预制梁产生的挠度YT1可按下式计算:Nt =A1·T1·a·Eh (8)MT1 =N1·e (9)式中:Nt 为在预制梁顶板重心处由温差引起的纵向力, 以拉力为正, 压力为负;A1 为预制梁顶板截面面积;T1 为由日照引起预制梁顶板与其它部分温度差, 升温为正, 降温为负,e 为预制梁顶板截面重心至截面重心轴的距离;L 为预制梁计算跨径;YT1 为Nt 在预制梁跨中截面处引起的挠度值。

温度变化对桥梁的影响摘要：本文以某铁路特大桥为背景阐述了温度变化对桥梁的影响，并采用不同的温度模式，利用大型有限元软件MIDAS-CIVL进行计算、分析，最后根据计算结果给出了解决温度对桥梁影响的措施。

关键词：铁路桥梁温度应力裂缝Abstract: this paper is based on the the project of a railway bridge. It presents the influence of temperature on the mechanic behavior of the project. Different temperature mode are adopted. Finite element models by MIDAS-CIVL are developed to take into analysis. Construction measures are proposed to solve the problem of temperature influence .Key word: railway, bridge, temperature, stress, crack1 概述桥梁结构以及施工工艺的特点，使其在高速铁路中广泛应用，尤其是在峡谷、河流、跨公路的地方桥梁几乎成为了跨越障碍唯一的结构形式。

然而桥梁投入使用之后，风力、温度等外界因素尤其是温度对桥梁的影响越来越受到设计、施工以及运营阶段保养与维修人员的重视。

国内外也有很多因为温度应力的影响而破坏的例子。

温度对桥梁的影响主要表现在横向、纵向位移的变化和梁体裂缝的出现，并且现在普遍认为温度应力已成为混凝土梁出现裂缝的主要原因之一。

因此，温度对桥梁的哪一部位影响较大并采取怎么样的措施就显得尤其重要2 温度场的主要影响因素及其分布特点2.1 外部因素混凝土在施工阶段，外界气温的变化影响是显而易见的。

因为外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高，而如果外界温度下降，会增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外界混凝土与内部混凝土的温度梯度，这对大体积混凝土是极为不利的。

钢-混凝土组合梁桥温度作用及效应综述
钢-混凝土组合梁桥是一种常见的桥梁结构，由钢和混凝土材料组合而成。

在桥梁的使用过程中，温度是一个重要的外部因素，会对梁桥产生一定的影响。

温度变化会导致梁桥的热胀冷缩效应。

当桥梁受到温度变化的影响时，钢和混凝土会由于热胀冷缩而发生变形。

钢材和混凝土的热胀系数不同，因此在温度变化时会产生应力，并对桥梁结构产生影响。

如果没有采取相应的措施，热胀冷缩会导致梁桥产生裂缝、变形等问题。

温度变化还会对梁桥的荷载传递性能造成影响。

由于温度的变化，梁桥可能会发生伸缩变形，这会对梁桥的荷载传递性能产生影响。

当温度变化引起梁桥产生伸缩变形时，桥面板与支座之间的接触面积可能会发生变化，这会改变荷载传递的路径和方式。

如果荷载传递不均匀或传递路径发生变化，可能会导致桥梁结构的不稳定性，甚至造成桥梁的损坏。

温度变化还会对梁桥的材料性能产生影响。

钢材和混凝土在不同温度下的性能会有所变化。

例如，钢材在高温下可能会失去一部分强度，而混凝土在高温下可能会发生膨胀和开裂。

因此，在设计梁桥时，需要考虑材料在不同温度下的性能变化，以保证桥梁的安全可靠性。

温度是一个重要的外部因素，会对钢-混凝土组合梁桥产生影响。

在桥梁设计和施工过程中，需要考虑温度变化对梁桥的热胀冷缩效应、荷载传递性能和材料性能的影响，并采取相应的措施来保证梁桥的安全可靠性。

只有在充分考虑温度作用及其效应的前提下，才能设计和建造出符合要求的钢-混凝土组合梁桥。

桥主梁温度作用下应变桥梁的主梁是连接桥面和桥墩的关键承重部分，它在运输中起着至关重要的作用。

然而，桥梁主梁在长期使用以及温度变化的影响下面临着一些挑战，主要体现在温度作用下的应变问题。

今天，我们将深入探讨桥梁主梁在温度作用下的应变情况，以及如何应对这些问题。

首先，温度变化对桥梁主梁产生的应变是不可忽视的。

当外界温度发生变化时，桥梁主梁会因热胀冷缩而产生应变。

这种应变可能引发桥梁结构的变形，可能导致桥梁不稳定，从而危及行人和车辆的安全。

应对桥梁主梁温度应变问题的一种解决方案是使用膨胀节。

膨胀节是一种能够吸收和释放桥梁由温度变化引起的应变的装置。

它可以根据温度变化自由展开和收缩，从而减少桥梁主梁的应变。

在桥梁的设计和施工过程中，膨胀节的使用应被充分考虑，并且需要根据桥梁的具体情况和环境条件进行合理的选择和安装。

此外，对于存在温度应变问题的桥梁，在日常维护和管理中也需要采取一些措施。

定期检查桥梁主梁的温度应变情况，以便及时发现和处理潜在的问题。

这可以通过安装温度应变监测设备来实现，监测桥梁主梁的应变情况，并根据监测结果采取相应的措施。

此外，合理的涂层和绝缘材料选用也是减少桥梁主梁温度应变的关键。

涂层能够提供额外的保护，在一定程度上减少桥梁主梁受温度影响的程度。

绝缘材料则可以减少温度的传导，从而降低桥梁主梁的温度应变。

综上所述，桥梁主梁在温度作用下面临应变问题，需要我们给予足够的关注和重视。

合理的设计和建筑阶段的膨胀节安装，以及后期的定期检查和维护，都是解决这一问题的关键。

通过科学的手段，我们可以确保桥梁主梁在温度作用下保持结构的稳定，从而保障行人和车辆的安全通行。

探究合龙温度对连续刚构桥成桥影响近年来，随着城市化的发展，城市交通网的建设已成为各国发展城市的重要领域之一。

在城市交通网的建设中，桥梁作为城市交通网中不可或缺的一部分，因为其建造周期短、效益显著等优点成为城市交通建设中不可或缺的一个组成部分。

同时，合龙作为桥梁建设过程中的一个非常重要的部分，其温度对于连续刚构桥成桥的影响也非常显著。

为了探究合龙温度对于连续刚构桥成桥的影响，我们需要首先了解连续刚构桥的定义、组成和性质。

连续刚构桥，是指桥梁建设中钢筋混凝土连续梁的一种结构形式，其基本组成部分有两种：一种是主梁，另一种是支座，主梁和支座通过节点相互连结，形成连续刚构桥结构。

在连续刚构桥的设计和施工中，合龙作为连续刚构桥建设的关键节点之一，其合龙温度会对这座桥的建设质量和成桥效果产生影响。

合龙时的温度变化大，会导致桥体形变较大，使得结构受力破坏，因此在桥梁建设中，合龙温度的控制是保证桥梁建造质量和成桥效果的关键之一。

实地检测数据显示，连续刚构桥合龙时的温度，会影响桥梁形变、挠度、内力等各种参数，进而影响桥梁的安全性和使用寿命。

此外，实验结果还表明，连续刚构桥合龙时温度的升高，会在桥梁结构中引入不均匀热应力，从而导致桥梁损伤和失效。

为了保证连续刚构桥的质量和安全，研究如何控制合龙温度的变化是非常重要的。

合龙温度的控制是从桥梁整体温度、形变、挠度等几方面进行监测和控制的。

目前，已经有很多研究对这些方面进行了研究。

在连续刚构桥的建造中，合龙温度的影响因素比较复杂，例如环境温度、太阳辐射、各种热源等因素。

为了准确控制合龙温度，我们需要从以下几个方面进行研究：第一，研究合龙温度的变化趋势及变化范围。

一方面，需要对合龙施工场地的环境气温、湿度、空气压强等因素进行观测和分析，另一方面则需要对桥梁结构的特征、材料和施工工艺等进行分析，探究影响合龙温度的因素。

第二，根据合龙所在位置的特征和建筑环境，采取针对性的降低、升高或维持合龙温度的措施。