高纬度地区混凝土箱梁温度梯度分析

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发布时间：2021-09-15

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高纬度地区混凝土箱梁温度梯度分析
吴春，李金龙，贾艳敏
(东北林业大学土木工程学院。哈尔滨150040)
【摘要】通过松浦大桥南岸跨堤段箱梁温度分布试验，观测了一年中不同时间箱梁各测点的温度数据。
分析试验数据得出不同时间箱梁竖向温度梯度模式。5月份箱梁温度梯度最明显。并将5月份箱梁竖向温度梯
度与规范值对比，可供设计参考。
【关键词】混凝土箱梁；温度梯度；规范值
【中图分类号】TU375．1 【文献标识码】B 【文章编号】1001—6864(2013)04—0074—02
中国地域辽阔，纬度范围3。5l N至53。33 N。由
于纬度影响全国气候差别较大，桥梁所处环境差别也
较大。不同环境会使混凝土箱梁有不同的温度梯度。
温度梯度会使桥梁产生很大的温差应力，在大跨度桥
梁中温差应力可以达到或超过荷载产生的应力，应引
起足够重视⋯。现行桥梁规范对混凝土桥梁只给
出了一种温度梯度模式。用一种温度梯度模式来计
算不同环境中混凝土箱梁的温度效应具有局限性。
所以，研究并总结不同地区混凝土箱梁温度梯度分布
规律，为工程提供参考具有实际意义。本文以松浦
大桥江南跨堤引桥段为工程依托，用试验的方法研究
严寒地区混凝土箱梁的温度分布规律。
1 传感器布置
试验选用JMT一36B温度传感器测量箱梁温度。
该传感器是一种半导体类电压型温度传感器，具有精
度高、稳定性好、可靠度高的优点。一30～110~C的量程
能够满足该试验温度测量范围要求。
试验选取松浦大桥江南跨堤引桥跨中截面为试
验截面。箱梁由于受环境，如日照、风、雨雪等气候条
件影响，其温度分布呈现三维分布模式。为了更准确
地测量箱梁竖向横向温度梯度分布规律，试验布置了
较多的传感器。传感器布置示意图如图1所示。
图1 跨中截面测点布置图
2 试验数据分析
混凝土箱梁温度可以分为整体升温、整体降温和
竖向温度梯度、横向温度梯度。竖向温度梯度会使箱
梁产生纵向弯矩。在大跨连续梁桥中由温度梯度产
生的弯矩会达到或超过活载产生的弯矩。图2列出
了试验箱梁跨中截面竖向温度梯度分布情况。
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测点温度，℃
一1月一3月一4月一5月
一7Pl 一明一9月一11月
图2跨中截面竖向温度分布
由图2可看出，不同时间箱梁竖向温度分布不同。
在1、3、11月梁截面温度分布较均匀，整个截面温度基
本一致，温度梯度非常小。4、5月箱梁竖向温度梯度
较明显。温度梯度分布模式与规范相似。4月份箱梁
顶与距箱梁顶35era处温差为5．8~C，5月份为11℃ 。
距箱梁顶35era处与距箱梁顶155era处温差2—3℃ 。
距梁顶155era到距梁底20era范围内温度均匀分布。
梁底到距梁底20era范围内温差1℃ 。
7、8、9月箱梁竖向温度梯度分布相似。这3个月
箱梁竖向温度分布可看作由三段直线组成的折线分
布模式，从梁顶到距梁顶35era处为第一段，从距梁顶
35em处到距梁底35em处为第二段，从距梁底35cm处
到梁底为第三段。第一段呈现正温差，第二段为温度
均匀分布，第三段呈现负温差。此时周围环境降温较
快，桥面受日照和环境影响温度升高但是温差比5月
小。桥下由于没有日照影响，只受环境降温影响所以
呈现负温度梯度模式。由于此时负温差只有环境影
响引起，所以数值比较小。在9月份负温差最大，梁底
与距梁底35era处温差为3℃ 。
由此可看出试验箱梁，5月份梁截面竖向温度梯
度较大。设计时需考虑温度梯度引起的温度效应。
3 试验数据与规范值对比
试验箱梁5月份梁截面竖向温度梯度较大，其它