截面几何参数对混凝土薄壁桥塔温度应力的影响

任 翔，齐 洋，王 璐，黄平明，宋 飞

(1.西安科技大学 建筑与土木工程学院，陕西 西安 710054； 2.长安大学 桥梁与隧道陕西省重点实验室，陕西 西安 710064)

0 引言

进入21世纪后，大跨径桥梁得到迅速的发展，结构跨度不断增大，混凝土桥墩、桥塔高度逐渐增高，体积逐渐增大。多数桥梁建成运营后混凝土薄壁箱型桥墩、桥塔出现了竖向裂缝[1-4]。而开裂是大体积混凝土结构中一个影响结构安全性和耐久性的关键问题[5]。

相关研究发现桥塔结构内外表面日照温差荷载引起温度应力是导致桥塔开裂的重要因素[6-9]，且裂缝宽度会随索塔内外表面温差的变化而变化，发生闭合和扩展现象[10-13]。表明塔壁内外表面的日照温差是产生温度应力的主要原因。因此，日照温差应力对于混凝土薄壁桥塔结构的影响不可忽视。截面几何参数对混凝土薄壁结构塔壁内外表面的温差应力有较大的影响，其相关研究较少。张运波等[14]分析了双肢矩形薄壁空心墩不同截面形状对其温度应力的影响，发现温度应力随着墩壁截面形状的变化而变化。傅理文，汪劲丰等[15]以某公路桥方形桥墩出现开裂为背景，通过对圆形、方形、矩形3种截面形状下的温度效应进行对比，发现圆形截面可降低温度开裂的风险。武利群[16]研究了箱梁截面几何参数对箱梁顶板日照温差应力的影响，发现顶板越厚、底板越薄、腹板越高，顶板受力越有利。

本研究利用ANSYS的热分析功能对某混凝土薄壁箱型桥塔温差应力进行研究，分析几何参数对混凝土薄壁桥塔温差应力的影响，找不同截面几何参数影响的敏感性，为该类结构设计提供一定的参考依据。……