高速鐵路空心高墩日照溫度場(chǎng)研究

張亮亮，陳 勇，張海洋

(重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400045)

位于艱險(xiǎn)山區(qū)的高速鐵路橋梁有一個(gè)共同特點(diǎn)，就是高墩大跨。高墩中空心箱型截面橋墩占多數(shù)，在日照作用下，這種橋墩截面上將產(chǎn)生很大的溫差應(yīng)力，設(shè)計(jì)時(shí)要確定日照溫差應(yīng)力沿墩截面的分布，就必須確定截面的日照溫度場(chǎng)。國(guó)內(nèi)外橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)溫度荷載的取值制定了相應(yīng)的規(guī)范，但這些規(guī)范規(guī)定的溫度場(chǎng)的分布規(guī)律各不相同，我國(guó)鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范和公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的溫度場(chǎng)的分布規(guī)律也相差很大。更重要的是，我國(guó)現(xiàn)行橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范中沒(méi)有考慮全國(guó)范圍內(nèi)的氣候差異，東南西北部地區(qū)均采用相同的溫度梯度模式，然而我國(guó)各地氣候相差甚大，按相同的溫度梯度模式進(jìn)行溫度效應(yīng)分析顯然是不準(zhǔn)確的。因此，確定不同地區(qū)的日照溫度場(chǎng)是研究溫度效應(yīng)的關(guān)鍵。同時(shí)為了保證橋梁施工的順利進(jìn)行和通行的安全，必須建立適合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的溫度梯度模式。

1 混凝土空心高墩日照溫度場(chǎng)沿墩高方向的分布

圖1 每層溫度傳感器布置示意圖

國(guó)內(nèi)外大量研究資料表明，混凝土箱型截面結(jié)構(gòu)物無(wú)論是受太陽(yáng)輻射導(dǎo)致的溫度升高，還是受到反輻射和大氣流動(dòng)等因素的影響而導(dǎo)致的溫度下降，除了結(jié)構(gòu)端部極小范圍內(nèi)溫度有明顯變化外，其余沿結(jié)構(gòu)軸線方向的溫度分布變化很小[1-6]。為了證實(shí)這一結(jié)論的準(zhǔn)確性，本次試驗(yàn)對(duì)橋墩沿墩高每隔6 m布置了1層溫度傳感器對(duì)日照溫度進(jìn)行采集。……