混凝土空心高墩温度效应研究
何义斌
(铁道第四勘察设计院，湖北武汉430063)
摘要：以宜万铁路线上马水河桥为例，研究100m以上混凝土空心高墩桥的温度场，采用全桥整体有限元分析和墩身局部
子模型分析相结合的方法，以及日照、寒潮等多种温度工况下墩身中竖向应力、环向应力的分布情况。结果表明，梁体、墩
身在日照温差或寒潮陡然降温的情况下，墩壁沿厚度方向竖向应力、环向应力及应力梯度都较大，最大压应力可达13 MPa
左右，最大拉应力可达4 MPa左右，对混凝土空心高墩的温度效应应引起足够的重视。
关键词：空心高墩；温度场；温度效应；温度应力
中图分类号：U441 ，5 文献标识码：A 文章编号：1672—7o29(~o7)o2—0063—04
Temperature effect of hollow concrete high piers
He Vi．bin
(．I’le Fourth Survey and DesignInstitute ofClaim Railways，Wuhan 431J063，China)
Abstract：Based on the Mashui River bridge on the Yichang—Wanzhou Railway，temperature fields of bridges with
hollow concrete high piers over 100 IT1 were studied．The distributions of vertical and circumferential stIess of piers Hader
the temperature status of sunshine and cold wave were researched by applying a method that was combined with the
general FEM on whole bridge and the local submodeling techniques on piers．Th e results show that under beth the ternpemture
diference of sunshirle an d cold wave，the veaical and circumferential sn℃sses and their gradients OH the depth
of pier wall are beth relative laI ．Th e maximum compressive and tensile stress reach about 13 MPa and 4 MPa，respectively．
Temperature efects of hoHow concrete high piers should be paid sufficient attention．
Key words：hoHow high—-pier；temperature field；temperature efect；temperature stress
大跨径预应力混凝土连续梁桥、“T”构桥、连
续刚构桥，尤其是跨越险峻沟谷的桥梁，箱形截面
空心高墩结构应用广泛。此类结构在日照或寒潮
作用下，由于钢筋混凝土热传导性能很差，使得箱
形桥墩不同方位以及同一方位墩壁内外表面出现
较大温差。由此产生的温度变形由于结构内部相
互约束，会在结构中产生相当大的温度应力。研究
结果表明[卜引，在箱形空心高墩结构中，由于太阳
辐射温差效应所产生的应力在某些情况下与恒载、
活载产生的应力属同1个数量级，甚至使混凝土结
构物发生开裂，导致桥梁结构损坏，影响正常运营。
这里以宜万铁路马水河桥为例，对100 Ill以上空心
高墩的温度效应进行研究分析。
1 有限元分析方法
正在建设中的宜万铁路线上高墩桥梁众多，其
中马水河桥为该线上跨度最大、墩高最高的一座双
线铁路预应力混凝土“T”构桥，跨度为116 m+116
m，墩高108 m，矩形空心截面，墩身截面尺寸如图1
所示。墩顶纵向宽度( 方向)10 m，横向宽度(
方向)7．0 m，墩底纵向宽度( 方向)12 m，横向宽
度(AD方向)为28 m；横桥向壁厚

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