国内外规范梯度作用下铁路高墩温度效应研究

李 庞

（中铁六局呼和浩特铁路建设有限公司，内蒙古 呼和浩特 010050）

0 引言

截止 2020 年，全国铁路营业里程达到 13.9 万 km，其中，西部地区占比 40.3 %。而我国西部地区地域辽阔，地貌复杂，铁路线路往往会跨越高山、沟谷等地形，高墩大跨桥梁因其跨越能力强，在西部地区得到了广泛的应用。我国西部地区跨越的经度、纬度较大，海拔高度差显著，导致该地区气候复杂多变，温度极值较大，尤其西北地区，年温差多在 50 ℃ 以上，而高墩大跨桥梁的桥墩往往采用空心截面形式，空心墩内部具有气密性，且墩身材料导热性能差，当环境温度变化时，墩壁会产生沿厚度方向的非线性温差，从而产生温度应力［1］。故研究铁路空心高墩的横向温度梯度效应具有十分重要的意义。

在空心高墩的温度效应研究方面，顾皓玮等［2］根据实测数据和传热理论模拟了热力学参数和边界条件，提出了一种柱板式空心高墩温度梯度分布模式；戴公连等［3］采用热－力耦合的三维有限元模型研究了铁路高墩在极值温度下的变形；林国涛等对高墩的温度效应进行了数值分析；刘亚敏［5］研究分析了空心高墩的温度应力；陈贤俊等模拟了日照作用下的空心高墩温度并进行了温度效应分析。现有研究中对于空心高墩沿壁厚方向的温度梯度模式研究较少，且各国规范中大多只给出了梁体的竖向温度梯度。

基于上述现状，本文选取西北地区某铁路空心高墩作为研究对象，建立实体有限元模型，将各国规范中梁体的竖向温度梯度加载至桥墩壁厚方向，对比分析各国规范温度梯度作用下桥墩的温度效应。……