初始温度取值方法对混凝土箱梁温度场的影响

薛俊青，李哲熙，林健辉，布里斯杰拉·布鲁诺，黄福云

(福州大学 土木工程学院， 福建 福州 350108)

0 引言

温度应力是导致混凝土箱梁出现开裂的主要原因之一[1-5]。主梁纵向温度场通常可假定均匀[1]，而主梁截面温度场主要受到材料热工参数、横截面几何形状和尺寸、地理因素和气象条件的影响，影响因素众多且复杂，较难依靠经典的传导方程进行精确计算[6-8]。有限元法是求解主梁截面温度场时最常用且最有效的方法之一。采用有限元法进行主梁截面温度场模拟时，边界条件的准确性对计算结果的精确性影响较大，通常采用输入综合环境温度和综合换热系数的方法模拟边界条件[3-4,6,9-14]。对于边界条件必须给定一个初始稳态条件，需要确定有限元模型中所有节点在初始时刻的温度值，即整个截面的初始温度场。

学者们通常采用连续计算多天(包括目标日期及之前多天)的方法减小初始温度取值误差[1, 4,6, 9-12]。对比国内外学者采用的初始温度取值方法可以发现主要分为以下两类：将初始温度与环境温度建立联系[15-17]和将初始温度与桥梁截面平均温度建立联系[3, 6,9-11, 13]。KIM等[15]采用日出前的环境温度作为初始温度(以下简称为：日出环温法)；王毅[16]选取日出前后的环境温度作为初始温度初值进行计算，将第一次计算结束时的截面温度场作为第二次的初始温度场并重复施加第一次的边界条件，以此循环，直到前后两次计算结束时的截面温度场之间误差小于限值，将该次计算结束时的截面温度场作为模型计算的初始温度(以下简称为：迭代计算法)；……