大跨度混凝土連續箱梁橋溫度效應研究

麥鑫浩

(中鐵二十四局集團有限公司, 上海 200071)

橋梁在建造階段和運營使用階段承受復雜的時變溫度作用。橋梁溫度場與其所處的地理位置、環境溫度、雨雪寒潮氣候、太陽輻射等因素相關。一般情況下,橋梁主要經受年溫度循環和日溫度循環2種典型的溫度周期作用。此外,伴隨著寒潮、冷鋒、降雪等特殊氣候現象而急劇下降的溫度也會明顯影響橋梁的溫度場。溫度周期作用或溫度驟然下降會導致橋梁產生溫度效應,當橋梁結構附加變形被支座約束時,梁體會產生明顯的約束應力,嚴重可導致橋面板開裂、支座抬升等病害甚至出現橋梁破壞[1-5]。

混凝土箱梁橋會因其自身導熱系數較差而產生溫度不均勻場[6-8],從而產生溫度應力。研究表明,溫度應力可能會接近甚至超出活載產生的應力[9-12]。在橋梁溫度場及溫度效應方面,國內外學者開展了大量的理論和試驗研究,取得了諸多成果。YARNOLD等[13]基于溫度監測數據,研究了大跨度橋梁的溫度效應機理;周毅等[14]對上海長江大橋的溫度進行了長期監測,研究了溫度場作用對雙塔斜拉橋撓度的影響;周浩等[15]研究了大跨度結合梁斜拉橋的溫度場和溫度效應;杜元等[16]采用協同克里金方法,研究了區域環境溫度分布對裝配式小箱梁橋溫度梯度的影響。上述成果在研究大跨度橋梁的溫度場或溫度效應時,溫度荷載模式多采用單一的現場監測或具體規范或理論得到的溫度梯度模式。而我國幅員遼闊,各地氣候差異顯著,若采用相同的溫度梯度模式模擬不同地區橋梁的溫度場,可能會低估橋梁的溫度效應[17]。……