日照作用下混凝土曲线箱梁竖向温度梯度分析

摘要

为研究混凝土曲线箱梁桥的温度分布情况以及气象参数对混凝土箱梁桥温度分布的影响，基于现场实测数据，以武汉市某混凝土曲线箱梁桥为对象，采用热仿真软件TAITHERM对日照作用下的混凝土箱梁桥温度场进行了数值模拟。模型综合考虑了环境温度、风速和太阳辐射的影响，分析了混凝土箱梁桥竖向温度梯度的分布模式，并与实测值进行了对比，进行了影响温度分布的气象因素的敏感性分析。结果表明：混凝土曲线箱梁桥横截面的温度模拟结果与现场实测数据趋势一致，表明TAITHERM模型计算桥梁结构温度场是准确合理的；武汉地区混凝土曲线箱梁桥曲线内外侧最不利温度梯度有不同的规律——顶板与腹板的温差是内侧大于外侧，底板与腹板的温差是外侧大于内侧；通过对比仿真温度梯度模式与规范给出的温度梯度模式，发现在武汉地区距离顶板0.4 m范围内的竖向温度梯度数值处于规范值范围内，但距离顶板0.4～0.6 m时竖向温度梯度数值会超出规范值；在影响温度分布的各种因素中，风速和云层遮挡系数对竖向温度梯度影响最大，辐射次之，大气日温差影响最小。该研究对于混凝土箱梁桥的设计、日常养护等工作具有一定的理论研究和工程应用价值。

关键词

混凝土曲线箱梁 / 温度场 / 竖向温度梯度 / 数值模拟 / 敏感性分析

基金资助

国家自然科学基金（51708429）; 武汉工程大学研究生教育创新基金（CX2024537）; 湖北省建设科技计划项目（2023011）; 武汉市城建局科技项目（202359）; 福建省住建厅科技研究项目（2022-K-15）