自然環(huán)境下混凝土箱梁橋溫度分布及溫度應(yīng)力研究.pdf

1、20世紀(jì)以來，隨著橋梁技術(shù)以及先進(jìn)設(shè)備的相繼出現(xiàn)，混凝土箱梁已廣泛運(yùn)用于橋梁結(jié)構(gòu)，已經(jīng)成為公路、鐵路橋梁常用類型之一。箱形截面有許多優(yōu)點(diǎn)：截面抗扭剛度大，結(jié)構(gòu)在施工與使用過程中都具有良好的穩(wěn)定性；頂板和底板都具有較大的混凝土面積，能有效的抵抗正負(fù)彎矩，并滿足配筋要求；適應(yīng)現(xiàn)代化施工方法的要求，如懸臂施工法、頂推法等都要求截面具有較厚的底板。這些優(yōu)點(diǎn)奠定了箱梁在橋梁界不可動(dòng)搖的地位，但與此同時(shí)，隨著大量混凝土箱梁橋的不斷涌現(xiàn)，也暴露出一些

2、問題。而在混凝土開裂問題中，溫度引起的裂縫問題已引起了工程界的極大關(guān)注。
　　德國Jagst厚腹板箱梁橋在運(yùn)營第五年發(fā)生了嚴(yán)重的裂縫，經(jīng)過估算，由于溫度作用產(chǎn)生的拉應(yīng)力約為2.6Mpa；美國學(xué)者對(duì)Champigny箱型橋梁支座反力做了有關(guān)測試，測試顯示每日變化幅度高達(dá)26％，由于這一溫度引起的下翼緣最大拉應(yīng)力就可達(dá)到3.92Mpa。而國內(nèi)對(duì)九江長江大橋、湖光大橋等箱梁橋進(jìn)行的測試也反映出溫度應(yīng)力對(duì)于混凝土箱梁橋的影響巨大。

3、　　由于橋梁長期置于外界環(huán)境下，必然受到外界自然環(huán)境的影響。自然氣候產(chǎn)生的溫度荷載，包括日照溫度荷載、年溫度荷載及驟然降溫溫度荷載，其中以日照溫度變化最為復(fù)雜，既有太陽輻射引起的局部性，又有混凝土傳熱帶來的不均勻性，施工或使用中溫度變化時(shí)，必然使箱梁內(nèi)部溫度分布不均勻而產(chǎn)生較大的溫度梯度，由于各部分溫度不同必然需要產(chǎn)生變形，但卻被內(nèi)外部結(jié)構(gòu)約束所阻止，隨之而來的便是產(chǎn)生不可忽視的溫度應(yīng)力，給橋梁的受力和線形都帶來影響。經(jīng)過許多專家的研究

4、發(fā)現(xiàn)，影響此溫度應(yīng)的因素主要包括太陽輻射，環(huán)境溫度及風(fēng)速等。
　　盡管公路、鐵路等混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于溫度場的取值都給了相應(yīng)的計(jì)算公式或圖表，但在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，很多設(shè)計(jì)人員反映采用規(guī)范溫度模式時(shí)計(jì)算較難通過，給設(shè)計(jì)帶來較多的實(shí)際問題。針對(duì)上述情況，很多設(shè)計(jì)人員往往不按規(guī)范取溫度值，而是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來取值，帶有一定的隨機(jī)性，缺乏實(shí)測數(shù)據(jù)。因此，隨著如Ansys，Midas等專業(yè)設(shè)計(jì)軟件的完善，我們有必要對(duì)箱梁橋溫度場及溫度應(yīng)力進(jìn)行更加深