国内外规范的混凝土桥梁截面竖向温度梯度模式比较

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1、万方数据第26卷第1期·2010年2月结构工程师StructuralEngineersV01．26．No．1Feb．2010国内外规范的混凝土桥梁截面竖向温度梯度模式比较杨佐+赵勇苏小卒(同济大学建筑工程系。上海200092)摘要收集整理了国内外桥梁设计规范的混凝土桥梁截面竖向温度梯度模式，通过具体算例对这些模式的温度效应进行了比较，并采用有限元方法对该算例的温度效应进行了时程分析。分析结果表明：不同温度梯度模式下的应力分布具有一定相似性，温度基数的取值对温度作用效应有较大影响，对于温度应力及温度挠度的计算是否可采用同一梯度模式，值得进一步研究。关键词竖向温度梯度，温度效应，温度应力，温度挠

2、度，混凝土桥梁ComparisonofVerticalTemperatureGradientsatCrossSectionsofConcreteBridgesinBridgeDesignCodesofDifferentCountriesYANGZuo’ZHAOYongSUXiaozu(DepartmentofBuildingEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China)AbstractVerticaltemperaturegradientsatcrosssectionsofconcretebridgesinbridgedesigncode

3、sofdifferentcountrieswerereviewed．Thermaleffectsunderthesemodelswerecomparedthroughaspecificexample，andthetemperaturetime-historyanalysisforthisexamplewasperformedbythefiniteelementmethod．ResultsshowthatthereiSacertainsimilaritybetweenthermalstressdistributionsunderdifferentmodels，andthevalueofbasi

4、sfortemperaturegradientshasagreatimpactonthermaleffects，furtherresearchneedstobeperformedtodeterminewhetherthesametemperaturegradientmodelcanbeusedforthecalculationofboththetllermalstressandthedeflection．Keywordsverticaltemperaturegradient，thermaleffect，thermalstress，thermaldeflection，concretebridg

5、el引言混凝土桥梁在非线性温度梯度作用下产生的温度应力问题直到20世纪50年代才被关注，但现在已越来越受到重视，在桥梁设计中应考虑温度效应已经成为共识⋯。各国的桥梁设计规范中大都有温度作用的规定，但由于混凝土桥梁的不同特点和地区间自然环境的差别，不同国家的温度梯度模式往往不同，这些模式下所产生的温度效应也存在差别。以往的文献[2’31侧重于温度应力的比较，但对于高速磁浮和高速轮轨，对轨道梁挠度的限值有更高的要收稿日期：2009-07-14‘联系作者．Email：yangzu01985@163．咖求HJ，因此有必要进一步对温度挠度也进行比较分析，而确定模式中影响温度作用的关键参数亦具有研究价值

6、。另一方面，利用有限元方法对混凝土轨道梁的温度作用进行时程分析的技术也较为成熟，有限元时程分析结果也可为温度作用设计提供参考。2竖向温度梯度模式各国规范的竖向温度梯度模式如图1所示。图中T1，疋，已和瓦确定了各模式的具体分布，将其称为温度基数㈨，取值见表1。由图1和表1可知：万方数据StructuralEngineersV01．26，No．1·38·Analysis(1)正温差梯度模式中，美国公路桥梁设计规范AASHTO--2005LS)、欧洲规范EN1991—1—5【6’7o和我国公路桥涵设计通用规范J．I’GD60一2004[83均为双折线模式，新西兰桥梁规范NZBM--2003【91为

7、5次幂函数模式，而我国铁路桥涵设计规范TB10002．3q0056to]是以自然对数e为底的指数函数模式。且NZBM--2003和EN1991—1—5考虑了梁底温差。其中，新西兰规范所采用的这种桥梁竖向温度梯度模式，主要反映了Priestley【l纠等学者的研究成果，该温度梯度模式早在20世纪70年代已被当时的桥梁设计规范所采用，并一直沿用至今。我国公路规范，r6D60—2004主要借鉴了美国规范AAsHTO