不同截面形式混凝土梁桥的竖向温度梯度效应分析

邢子寒，刘永健,2，闫新凯，王小龙，刘 江

(1. 长安大学公路学院，陕西西安 710064； 2. 长安大学公路大型结构安全教育部工程研究中心，陕西西安 710064； 3. 中交第二公路工程局有限公司，陕西西安 710065 )

0 引 言

混凝土梁桥的导热性能较差，日照作用和气温变化时梁体内部温度变化滞后，沿梁高方向会形成明显的竖向温度梯度[1-3]。简支梁桥在温度梯度作用下会产生自约束应力和变形，连续梁桥变形受到约束还会产生次生弯矩，温度效应严重时可能引起梁体开裂和支座脱空等病害[4-6]。

国内外对混凝土梁桥的温度场进行了大量实测和数值模拟研究，形成了多种竖向温度梯度模式。Priestley[7]基于实测和一维有限元分析，提出了“顶部5次抛物线+底部直线”的温度梯度分布形式，后来被新西兰规范[8]所采用。刘江等[9]在国内外多座桥梁上验证了该分布形式的适用性，通过大量的有限元计算给出了中国不同地区的顶部温差和底部温差取值。美国AASHTO规范[10]在Imsen等[11]研究的基础上，建议采用“顶部两折线+底部直线”的温度梯度分布形式，并根据太阳辐射分区确定温度基数取值。中国公路规范JTG D60—2015[12]将其简化为顶部两折线的分布形式，根据铺装层类型确定温度基数取值。欧洲Eurocode 1规范[13]沿用了英国BS5400规范[14]中三折线的分布形式，根据梁高和铺装层类型确定温度基数取值。刘兴法[15]基于简化的一维热传导理论，推导出温度梯度符合指数曲线分布，中国铁路规范[16]采纳了该分布模式。基于上述不同的竖向温度梯度模式，曾庆响等[17]将各温度梯度施加在箱梁二维平面有限元模型中，对比了横向效应计算结果，而未分析纵向效应。……