大跨度混凝土箱梁桥温度效应分析

《大跨度混凝土箱梁桥温度效应分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、大跨度混凝土箱梁桥温度效应分析：置于自然环境中的混凝土桥梁，会受到温度作用的影响。在各种温度效应中，以日照温度效应对大跨度桥梁结构的影响最为重大，特别是对于处在长悬臂施工阶段的大跨度混凝土箱梁。由于受到日照温度场的作用，随着施工阶段的进行，桥梁结构的线形、内力和截面应力都会发生变化。本文结合现场温度场试验，通过建立有限元模型，针对大跨度混凝土连续刚构桥进行了施工阶段的日照温度效应分析。理论计算结果与实测结果较为吻合，结果显示，在长悬臂施工阶段，日照温度作用对结构挠度和应力的影响很大，必须考虑温度效应对结构的不利影响。　　关键词：

2、温度效应；悬臂施工；日照；混凝土箱梁　　0引言　　置于自然环境中的混凝土桥梁，经受各种自然环境变化的影响，其表面与内部各点的温度随时随刻都在发生变化。就混凝土结构来说，由于自然环境变化所产生的温度荷载，一般可以分为以下三种类型:一、日照温差荷载;二、骤然降温温度荷载;三、年温度荷载。日照温度变化主要是太阳辐射作用而致，其次是气温变化影响，还有风速的影响。近几十年来国内外的混凝土工程结构的实践工作表明，短时急剧变化的太阳辐射引起的的结构物的温度变化，可以产生相当大的温度效应。对于尚处在施工阶段的桥梁，由日照引起的温度作用对大跨度混

3、凝土桥梁结构的挠度和应力的影响是不可忽视的。　　1混凝土箱梁桥温度场与温度效应的分析理论　　1.1混凝土结构的日照温度效应　　置于自然环境中的混凝土结构，经受各种自然环境条件变化的影响，其表面与内部个点温度随时都在变化。它与所处地理位置、太阳辐射条件、结构物的方位、朝向以及所处季节、太阳辐射强度、气温变化、云、雾、雨、雪等天气状况有关。由于在桥梁的施工阶段，对施工控制最为重要的是由日照温度作用所引起的桥梁标高和受力的变化，而年温变化作用和骤然降温作用对施工质量控制的影响均比较小，可以忽略。因此本文主要研究日照温度变化的影响。　　

4、1.2日照温度变化影响特点　　日照温度效应包括两个方面：一是对桥梁结构线形的影响；二是对桥梁结构内力的影响。　　对于处在施工阶段的大跨度混凝土桥梁来说，日照温度作用对线形的影响很显著。由于日照温度荷载引起的主梁挠度的变化量在大跨度连续刚构桥中最大可以达到五公分，而在大跨度斜拉桥的长悬臂阶段这一影响量甚至可以达到十几公分。　　混凝土结构的温差应力，实际上是一种约束应力。由于混凝土结构的温度荷载沿壁板厚度方向的非线性分布，故截面上温度应力分布具有明显的非线性特征；混凝土结构的温度分布是瞬时变化的，所以在结构中的温度应力也是瞬时变化的

5、，只是具有明显的时间滞后性[7]。　　1.3箱梁温差应力分析　　1）箱梁的温差荷载　　在日照升温、降温因素作用下，箱梁沿桥长方向的温度分布，根据实测资料分析可认为是一致的，竖向沿粱高与横向沿梁宽的温差分布可简化为下式所示：　　（1-3）　　式中：—箱梁顶、底的温差，一般取值约为15℃，仅计算竖向温差时取约20℃；　　—箱梁两外侧腹板的温差，一般取值约为15℃；　　、—指数系数（一般取7，仅考虑竖向温差时取5，、以米计）。　　　　双室与多室箱梁的温差荷载分布规律与单室箱梁基本上是一致的，根据实测资料比较分析，可用单室箱梁的温差荷载

6、图式来分析双室与多室箱梁的温差荷载状况，唯中腹板的温度变化较小，仅在竖向温差分布上略有变化。双室与多室箱梁横向的温差荷载分布规律与数值，均与单室箱梁雷同，这也是由对实测温差荷载资料进行分析后得出的结论。　　2）箱梁的温差应力　　在由温差荷载引起应力的计算中，一般采用以下假定：沿梁长方向的温度分布是均匀的，并略去断面局部变化引起的梁体温差分布的微小差别；假定混凝土材料是均质、各向同性的，在未发生裂缝之前，符合弹性变形规律；平截面变形假定仍然适用；按单向温差荷载计算温差应力，然后叠加组合多向温差荷载状态下的温差应力[8]。　　2连续

7、刚构桥温度场试验与分析　　某特大连续刚构桥（146256146m）,主桥箱梁采用C60混凝土，半幅桥宽19.85m，单箱双室断面，其中箱底宽12.85m，两侧悬臂翼缘板宽3.5m。大桥立面布置见图2。　　　　　　本桥采用平衡悬臂浇筑施工法。大桥共2个主墩，每个主墩有31对梁段。由于本桥跨度比较大，施工时悬臂较长，所以温度的影响较大。为了研究温度效应，在本桥施工到中悬臂、中长悬臂和长悬臂阶段，也就是施工到18#块、25#块和31#块时，分别对本桥进行了24小时连续温度场试验。　　为了更好的考虑粱高对对温度分布的影响，分别在18#块

8、、25#块和31#块布置温度传感器，一共布置三次，本桥处在中悬臂、中长悬臂和长悬臂施工阶段时均进行了温度场试验。　　在施工阶段，为了对大桥的温度场效应进行研究，在大桥T构施工到18#块、25#块和31#块时分别进行了24小时连续的温度场和温度效应测试。为了更好的