山區小寬跨比懸索橋溫度效應分析

張 波，余 果

(1.長沙理工大學土木與建筑學院，湖南 長沙 410114；2.云南省建筑科學研究院，云南 昆明 650223)

山區小寬跨比懸索橋溫度效應分析

張 波1，余 果2

(1.長沙理工大學土木與建筑學院，湖南 長沙 410114；2.云南省建筑科學研究院，云南 昆明 650223)

研究了在高山對太陽直接輻射的遮擋情況下小格拉橋的主纜縱橋向溫度，并用分段線性函數模擬主纜縱橋向的溫度值，計算了整體升溫與分段線性升溫引起的索力及位移差異。

懸索橋；溫度效應；主纜標高；內力

1 工程背景

小格拉橋為雙塔簡支鋼管加勁桁梁懸索橋，橋跨布置為13 m+280 m+10 m，橋梁全長303 m，橋面布置為：凈4.5+2×0.5 m(欄桿)，主梁縱向沿跨中設雙向0.5%的縱坡；大橋方案立面圖如圖1所示。

圖1 主纜跨中標高與溫度曲線

2 整體升溫

圖2列出了主纜跨中標高與溫度曲線。主纜跨中標高與溫度呈線性關系。

圖2 主纜溫度測試圖

3 分段線性升溫

3.1 小格拉橋主纜測溫方案

懸索橋主纜溫度測試要求為:一般情況下要求沿索長方向相鄰兩個測試斷面間距離不得超過250 m。小格拉橋主纜總跨徑為367.589 m，主纜溫度測試斷面布置方案如圖2所示：全橋共10個測試斷面，每個測試斷面上取上下左右4個測點。整理數據并繪制了主纜溫度實測曲線。

圖3 主纜溫度實測曲線

圖3列出了主纜溫度實測曲線。在凌晨0∶00～6∶00主纜溫度幾乎無變化。6∶00以后主纜溫度開始升高。14∶00小格拉橋完全暴露于太陽直直接輻射下，主纜溫度達到33 ℃。24∶00主纜溫度下降至19.8 ℃。

3.2 主纜縱橋向溫差效應

(1)施加溫度荷載。

利用分段線性函數來模擬上午10時索股沿縱橋向的溫度分布。

設溫度沿橋軸方向變化的函數為T(i)

Tj(i)=kj+bj

式中：i為測試斷面的索段號；kj為折線斜率；bj為折線截距。

bj取值為之前溫度采集的測點數據。測點之間的溫度通過線形內插求得。分段線性升溫單元溫度取值如下：左散索點至L/4處取30.3～29.3 ℃中線形內插取得，kj取常數為-0.106；L/4處至L/2處之間的溫度在29.3～27.1 ℃中線形內插取得，kj取常數為-0.18；L/2處至3L/4處之間的溫度在27.1～23.3 ℃中線形內插取得，kj取常數為-0.32；3L/4處至右散索點取23.3～22.1 ℃中線形內插取得，kj取常數為-0.06。

了損傷，施工技術人員應先進行除銹處理，而后再采用噴鋅等補救方式，來控制損傷的影響范圍和深度。

2.3 強化變形控制的針對性

高填方鋼波紋管的橫縱向變形雖然能夠在一定程度上保證結構作用的穩定性，但如果控制不好就會導致鋼波紋管涵的耐久性受到影響。為此，施工技術人員應采用具有針對性的措施方法對其進行控制。在橫向變形方面，由于鋼波紋管在豎向荷載作用下，通常會產生側向位移，同時涵頂產生豎向位移，這就使水平側向位移作用下的側面填料產生被動土壓力。為此，施工技術人員應采用科學合理的回填施工方面，將變形控制涵洞通道豎向高度的2%。此過程，如果管側填料壓實不達標，側向位移過大，就很有可能導致豎向變形超過限值，進而使波紋管發生屈曲破壞。施工技術人員可在涵頂土柱壓實度相對小于兩側填土的情況下，使潛在滑動面上產生豎直向上的剪應力，進而實現涵頂荷載的有效轉換，從而降低涵洞通道的受力荷載。

3 結束語

總體而言，鋼波紋管涵洞通道施工技術具有耐久性高、施工周期短且施工便捷等優勢，為此，當其作用于高填方結構時，施工技術人員應通過優化受力特性與材料選取、提高鋼波紋管安裝質量以及強化變形控制的針對性，來避免其受變形超值及安裝不合理問題的影響，從而實現其應有的作用價值。

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2017-03-14

張波，男，湖南衡陽人，碩士研究生，研究方向：橋梁與隧道工程。

U442

：C

：1008-3383(2017)06-0102-01