基于对流换热系数修正的钢箱梁温度场研究

杨松 李文强 黄旭 欧阳汛 朱金† 李永乐

(1.清华大学 水利水电工程系，北京 100084；2.中电建路桥集团有限公司,北京 100084；3.西南交通大学 桥梁工程系,四川 成都 610031)

桥梁结构作为基础设施，由于长期暴露在自然环境中，受到周期性变化的气温、日照和强升降温等因素的影响，其内部会产生较大的温度梯度，进而在结构中产生次内力[1- 5]。受到边界约束的温度变形常常会使结构产生次内力，从而给桥梁结构造成很大的危害[6- 8]。因此，从上世纪50年代起，各国学者就开始对桥梁结构的温度效应进行了深入的研究，研究方法主要包括理论分析、数值模拟和现场实测。管鑫敏[9]采用经验公式建立混凝土箱梁的热边界条件，在此基础上建立了混凝土箱梁在日照下温度场、温度应力和温度位移的数学模型，并得到了验证。郝超等[10]通过数值模拟分析了太阳辐射、大气日照温度和风速对钢桥温度场分布的影响。徐丰[11]通过对太阳参数进行分析得到了桥梁各板受到的辐射换热值，进而对混凝土箱梁有限元模型进行了温度场的时程计算和参数分析。梁春芳[12]提出了桥梁温度效应的全气候分析方法，基于现场气象数据建立了不同天气下的边界条件，并通过对比ANSYS计算结果和实测结果来验证方法的可靠性。肖建庄等[13]分析了桥址区实测的太阳辐射值、气温和风速的分布特征，由此计算分析了桥梁结构日照温度作用。

桥梁结构主要通过辐射换热和对流换热与外界环境进行热交换，而这两种热交换方式往往是相互影响的。……