桥梁结构温度效应理论

《大温差环境下钢-混组合梁桥日照温度效应研究》篇一一、引言随着交通网络的日益完善，钢-混组合梁桥以其优越的力学性能和良好的经济效益，在各种工程领域得到了广泛应用。

然而，在大温差环境下，这种组合梁桥会受到日照温度效应的影响，这对其安全性和耐久性提出了严峻的挑战。

因此，对大温差环境下钢-混组合梁桥的日照温度效应进行研究，对于保障桥梁的安全运营和延长其使用寿命具有重要意义。

二、钢-混组合梁桥的基本构造与特点钢-混组合梁桥是一种由钢梁和混凝土桥面板通过剪力连接件组成的桥梁结构。

其特点在于充分利用了钢材的高强度和混凝土的抗压性能，具有较好的力学性能和经济效益。

然而，在大温差环境下，由于钢材和混凝土的热膨胀系数存在差异，组合梁桥会受到温度应力的影响，这对其安全性和耐久性构成了威胁。

三、大温差环境下钢-混组合梁桥的日照温度效应大温差环境下的日照温度效应是指由于太阳辐射、气温变化等因素引起的桥梁结构温度变化。

这种温度变化会导致钢-混组合梁桥产生温度应力，从而影响其安全性和耐久性。

因此，研究大温差环境下钢-混组合梁桥的日照温度效应，对于保障桥梁的安全运营具有重要意义。

四、研究方法与实验设计为了研究大温差环境下钢-混组合梁桥的日照温度效应，本文采用理论分析、数值模拟和实地测试相结合的方法。

首先，通过建立钢-混组合梁桥的三维有限元模型，分析其在不同温差下的温度场分布。

其次，通过数值模拟方法，研究温度场对桥梁结构的影响，包括温度应力的分布和大小。

最后，通过实地测试，验证理论分析和数值模拟结果的正确性。

五、实验结果与分析1. 温度场分布通过建立的三维有限元模型，我们发现大温差环境下钢-混组合梁桥的温度场分布呈现出明显的空间和时间变化。

在太阳辐射作用下，桥梁表面温度升高，而内部温度则相对较低，形成较大的温度梯度。

此外，昼夜温差也会对桥梁的温度场产生影响。

2. 温度应力分析由于钢材和混凝土的热膨胀系数存在差异，大温差环境下的温度场变化会导致钢-混组合梁桥产生温度应力。

桥梁结构温度效应验证分析(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司；公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心，安徽合肥，230000）摘要：温度效应是桥梁控制设计的重要因素之一，现行规范对混凝土结构温度效应规定较为明确，但对钢结构温度作用规定尚待完善，因此在现行桥梁设计用多采用国外规范的钢结构温度作用。

为研究桥梁结构温度作用效应，以某斜拉桥为工程依托，根据中国东部温差日内变形及季节变化进行温度场研究分析，以验证温度作用按相应规范选取的合理性。

关键词：斜拉桥；温度效应；钢结构；温度场在桥梁结构设计过程中，温度效应是一个控制设计的重要因素[1,2]。

温度分为日内温度和年温度，在结构计算时日内温度以温差形式体现，年温度以系统温度形式体现。

温度作用产生的效应是控制结构设计的重要因子之一，部分桥梁可能超过汽车活荷载作用而成为第一活载，可见对温度进行深入研究是很有必要的[3,4]。

目前国家规范对梯度温度的规定对于混凝土结构比较适用，对于钢结构特别对于薄层铺装的钢结构并不是太适用[5,6]，因此桥梁设计过程中对于薄层铺装钢结构往往不是采用国内规范，而是参照英国BS5400规范执行，这就要求必须根据我国日照温度场情况对其予以验证分析[7,8]，以保证桥梁温度选取的合理性。

1计算方法1.1热力学边界条件进行温度场分析时，要以辐射强度及环境温度变化作为热学边界条件（类似结构加载），因此边界条件的选择必须合理，本次计算采取桥梁所在地经过大量统计的辐射强度和日环境温度变换作为边界条件[5,12]。

辐射吸收率上，沥青混凝土以0.89计入，普通混凝土以0.65计入，钢结构以白色涂装考虑，吸收率以0.4计入。

反辐射强度以0.3倍的辐射强度计入，对流系数方面，考虑平均风速2m/s计算。

温度边界模拟时采取升温计算工况和降温计算工况两种类型，升温计算工况以收集的项目所在地夏季4日典型升温天气统计结果，降温工况以收到的项目所在地冬季4日典型降温天气统计结果，如图1所示。

钢筋混凝土过梁的温度效应及应对措施一、引言钢筋混凝土梁作为构建大型建筑和桥梁的重要结构元素，承载着巨大的荷载。

然而，由于环境温度的变化以及梁自身工作状态的变化，梁的温度也会发生变化，从而对梁的性能和稳定性产生一定的影响。

本文将探讨钢筋混凝土过梁的温度效应，并提出相应的应对措施。

二、温度效应对钢筋混凝土梁的影响1. 热胀冷缩效应在环境温度发生变化时，钢筋混凝土梁会因为温度的升高而膨胀，温度的降低而收缩。

这样的热胀冷缩效应会导致梁产生内部应力，从而对梁的整体性能和稳定性产生影响。

2. 温度变形效应温度的升高或降低会导致钢筋混凝土梁产生热变形或冷变形，使梁的形状发生改变。

这可能会导致梁的位移变化、挠度增大等问题，影响梁的使用安全性。

3. 温度应力效应钢筋混凝土梁由于温度变化引起的热胀冷缩等效应，会导致梁内部产生应力。

这些应力可能会超过梁的材料强度，从而引起梁的开裂、损伤等问题，降低梁的承载能力和使用寿命。

三、应对措施针对钢筋混凝土梁在温度变化下出现的问题，我们可以采取以下应对措施：1. 设置伸缩缝在梁的设计和施工过程中，应合理设置伸缩缝。

伸缩缝能够在一定程度上消除因温度变化引起的热胀冷缩效应，减轻梁的内部应力。

2. 采用隔热材料在梁的外表面或内部填充隔热材料，可以减缓热传导速度，延缓温度变化对梁的影响。

常见的隔热材料如聚苯板、岩棉等。

3. 控制混凝土的收缩在混凝土配制过程中，可以适量控制水灰比，添加适当的缩微剂等措施，减少混凝土的收缩量。

这样可以降低热胀冷缩引起的应力，提高梁的抗温性能。

4. 表面保护对梁的表面进行合适的保护涂层，可以减少温度变化对梁的影响。

保护涂层可以提高梁的防水性能和耐久性，延长梁的使用寿命。

5. 温度监测与预测对钢筋混凝土梁的温度进行监测和分析，及时掌握梁的温度变化情况，可以进行预测和评估。

这有助于及时采取相应的控制措施，保证梁的安全性和稳定性。

四、结论钢筋混凝土梁在温度变化下会产生热胀冷缩、温度变形和温度应力等效应。

0引言近年来，钢板组合梁桥作为广泛应用于桥梁工程的结构形式，其施工工艺及性能研究备受关注。

段亚军等[1]综述了钢板组合梁桥的施工工艺，着重介绍了顶推法、吊装法以及桥面板的预制和现浇施工等关键环节。

周辉的研究[2]通过数值模拟深入探讨了钢-混组合梁界面滑移效应与掀起效应之间的相互影响。

张彦玲等[3]通过试验研究钢-混凝土组合梁的性能，发现横隔板数目对切向滑移影响相对较小。

齐书瑜的研究[4]通过弯扭性能模型试验发现，曲线组合梁在负弯矩与扭矩作用下，切向和径向滑移随跨径比减小而减小。

张兴虎等[5]提出了一种新型钢-混凝土组合梁设计方案，通过试验表明其相对于传统组合梁具有更高的抗剪承载力和变形能力。

焦驰宇等[6]通过有限元软件研究了梁格法在曲线箱梁桥的适用条件，并提出了单梁法和梁格法在应力计算中的对比。

满建琳[7]对4跨钢-混组合曲线连续箱梁桥进行了全桥模拟分析，关注了支座反力、桥面板位移和结构应力等关键参数。

在这一背景下，本文旨在深入研究钢板组合梁桥的温度效应，通过参数分析探讨其在不同工况下的性能变化，为钢板组合梁桥的设计和实际工程应用提供科学的理论支持。

1工程背景项目位于阜阳市，路线全长6.273公里，一级公路建设标准，公路段长度5.45公里，市政段长度0.85公里，引桥为预应力组合箱梁，预制梁板共计176片，引桥下部结构桥台采用肋板式桥台、桩基础，桥墩采用桩柱式桥墩、桩基础。

2有限元建模说明采用有限元分析软件Abaqus ，通过空间模型简化建立全桥有限元分析模型。

简化的过程就是将实际的小半径钢板组合梁桥通过力学抽象，进而简化为能用于矩阵分析的空间力学模型。

模型简化必须使力学模型尽可能符合实际原型结构。

模型中选用的单元类型必须能够模拟实际构件的受力特征，同时采用的单元参数要符合实际构件的参数，边界约束状况必须和实际结构的约束状态相符。

在建模过程中，钢板组合梁的钢箱梁采用壳单元进行模拟，混凝土桥面板均采用实体单元模拟，支座采按照实际工程进行布置。