大跨度连续梁桥温度应力计算分析
梁的应力计算公式全部解释
梁的应力计算公式全部解释应力是材料受力时产生的内部力，它是描述材料内部抵抗外部力的能力的物理量。
在工程领域中，计算材料的应力是非常重要的，可以帮助工程师设计和选择合适的材料，以确保结构的安全性和稳定性。
梁的应力计算公式是计算梁在受力时产生的应力的公式，它可以帮助工程师了解梁在不同条件下的应力情况，从而进行合理的设计和分析。
梁的应力计算公式是由弹性力学理论推导而来的，它可以根据梁的几何形状、受力情况和材料性质来计算梁的应力。
在工程实践中，梁的应力计算公式通常包括弯曲应力、剪切应力和轴向应力三种类型的应力。
下面将分别对这三种类型的应力计算公式进行详细解释。
1. 弯曲应力计算公式。
梁在受到外部力的作用时，会产生弯曲应力。
弯曲应力是由于梁在受力时产生的弯曲变形所引起的，它可以通过以下公式进行计算：σ = M c / I。
其中，σ表示梁的弯曲应力，单位为N/m^2；M表示梁的弯矩，单位为N·m；c表示梁截面内的距离，单位为m；I表示梁的惯性矩，单位为m^4。
弯曲应力计算公式可以帮助工程师了解梁在受力时产生的弯曲应力大小，从而进行合理的设计和分析。
在工程实践中，通常会根据梁的几何形状和受力情况选择合适的弯曲应力计算公式进行计算。
2. 剪切应力计算公式。
梁在受到外部力的作用时，会产生剪切应力。
剪切应力是由于梁在受力时产生的剪切变形所引起的，它可以通过以下公式进行计算：τ = V Q / (I b)。
其中，τ表示梁的剪切应力，单位为N/m^2；V表示梁的剪力，单位为N；Q 表示梁的截面偏心距，单位为m；I表示梁的惯性矩，单位为m^4；b表示梁的截面宽度，单位为m。
剪切应力计算公式可以帮助工程师了解梁在受力时产生的剪切应力大小，从而进行合理的设计和分析。
在工程实践中，通常会根据梁的几何形状和受力情况选择合适的剪切应力计算公式进行计算。
3. 轴向应力计算公式。
梁在受到外部力的作用时，会产生轴向应力。
轴向应力是由于梁在受力时产生的轴向变形所引起的，它可以通过以下公式进行计算：σ = N / A。
浅谈山区大跨连续刚构桥梁结构计算和设计
1山区桥梁特点在我国云南、贵州、四川、重庆、广西等西南山区修建高速公路时，有以下特点：常常需要跨越横断山脉、纵向坡度较大、桥隧比高、造价高昂。
山区高速桥梁常常需要跨越深谷，桥墩高度很高，对抗震性能要求高，大型施工机械设备进场困难。
结合以上特点及连续刚构桥梁本身的力学特性，在80~200m 跨径范围内，连续刚构桥梁成为目前西南山区高速最广泛采用的结构形式之一。
连续刚构桥梁的桥墩与主梁进行刚性连接，上部常常为变截面箱式梁结构，下部墩高较高，常采用较柔的双薄壁桥墩来吸收上部结构由温度、收缩、徐变等产生的变形。
在设计过程中，要进行承载力分析、耐久性分析、施工阶段分析，保证在整个使用寿命周期范围内结构的安全耐久性满足要求。
另外大跨PC 梁桥跨中下挠已经成为该类桥型的普遍共性问题，前期应预留后期补强所需构造。
2云南某大跨连续刚构桥梁结构计算、设计案例2.1工程概况该桥位于云南西部某高速公路，为跨越澜沧江而设，是该高速的控制性工程。
该桥部分位于整体式的路线段，部分位于分离式的路线段上，单幅桥宽为12.5m ，桥跨布置为：左幅57+主桥（140+180+140）m+57m+（4孔30）m 连续T 梁，桥长697m ；右幅57+主桥（140+180+140）m+57m+（3孔30）m 连续T 梁，主桥墩梁固结，桥长667m 。
本桥平面主要位于直线段。
2.2主要技术标准①公路等级：高速公路；②设计速度：80公里/小时；③桥面布置：净11.5m+2×0.5m=12.5m ；④活载为公路一级荷载；⑤地震基本烈度：Ⅶ度。
本地区地震动峰值水平加速度为0.15g ，场地类别为Ⅱ类。
3主要结构尺寸3.1主桥上部结构———————————————————————作者简介:任朝辉（1990-），男，贵州盘州人，工程师，硕士，主要从浅谈山区大跨连续刚构桥梁结构计算和设计Elementary Discussion on Structural Calculation and Design of Long-span Continuous Rigid Frame Bridgein Mountainous Area任朝辉REN Chao-hui ;张皓ZHANG Hao ;王安民WANG An-min（云南省交通规划设计研究院有限公司，昆明650041）（Broadvision Engineering Consultants ，Kunming 650041，China ）摘要:大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁由于其特有结构类型,采用墩梁固结可以适用于山区高速公路的峡谷地形。
大跨度连续梁桥温度应力计算分析
桥梁结构的温度变化 ， 一般是 由日照温度 变化、 年温度变
化以及寒流影响所致。日照温度变化使桥梁结构的不同部分迅
外多个设计规范温度梯度作用 曲线 的应力计算 比较， 出了 提
新 的温度梯度 曲线模式 ， 明确 提出了竖 向 日照反温差 的梯 并
速地产生不均匀的温度分布， 在很短的时 间内形成相 当大的温
新思路 、 新方法 。
关键词 ： 温度梯度模式 ； 大跨度连续梁桥 ； 设计
中图分类号 ：４ １ ５ Ｕ ４ ．
１ 概 述
文献标Байду номын сангаас码 ： Ｃ
文章编号 ：０ ８— ３３ ２０ ） ２— ０ ８一 ２ １０ ３ ８ （０ ７ １ ０ ８ Ｏ 求。新 的公路桥梁 设计 规 范 （Ｔ ６ ＪＧ Ｄ ０—２０ ） ０４ 通过对 国内
高恩全 汤海 良 ， （． １ 浙江省 交通 规划设计研究院 ；． 山港务局岱山分局 ） ２舟 摘 要： 以笔者设计 的 ９ ４ｍ＋１０ｍ＋ ４ｍ连续梁桥为工程背景 ， ７ ９ 重点对 比分析 了新 、 老公 路桥涵设计通用
规范温度梯度模式 对大跨度 连续 梁桥 主梁应力 的影响 ， 提出了新规范温度模 式下大 跨度连续 梁桥 的设计 的
按 二次抛物线变化 ， 部梁 高 １ 跨 中合拢段 梁高３７ｍ。 根 ０ｍ， ． 全桥顶板厚度保持不变 ， 为 ２ ｍ； 均 ８ｃ 底板为 变厚 度 ， Ｌ 主孑 支 点处为 １０ｃ 边孑 支 点及跨 中处 为 ３ ｍ， 二次抛物 线 １ ｍ， Ｌ ０ｃ 按
变化 ； 腹板 为变厚度 ， １ 一１ ３ 节段腹 板厚为 ７ ｍ，５ 节 段 ０ ｃ １
・
对新老规范不同的温度梯度荷载分别进行计算 ， 得到支
大跨径桥梁施工控制温度应力分析
・ １ ９ ５ ・
大跨 径桥 梁施工控 制温 度应 力分析
王ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ春 玲
（ 佳木斯 市路桥 工程有 限公 司， 黑龙 江 佳木斯 １ ５ ４ ０ ０ ０ ） 摘 要： 桥 梁施工安全 与成桥状 态能否符合设计要 求是人们 关注的重点问题 ， 想要 实现 高质量 的施 工， 只是通过 简单的检查与验收 是不可 以的 ， 需要 对桥 梁施 工进行严格 的控制 ， 以保证 实际施 工状 态与设 计预期相符合 ， 结构设 计参数 主要 用于衡 量结构的状 态变化 ， 如
果参数改 变， 结构 内 应 力也 必然会 出现相应 的变化 。在众 多的结构参数 中， 温度参数的确定难度很 大， 是属 于复杂变量的 ， 而且与所在 的 地 理位 置、 方向及材料等有 关系， 在明确结构应力 中有 着十分重要 的作用 ， 而且是 十分难识 别的重要参数 ， 对 于稳定应力 开展深入研 究是 十分必要的， 针对 大跨径桥 梁施工控制 中结构设计参数的变化 能导致结构 内应 力的变化和形状的改变， 分析产生温度 应力的原 因， 并提 出 温度应力 实用计算方法。 关 键词 ： 大跨径 ； 桥梁； 施工 ； 温度 ； 应力 ； 分析 １概 述 计算温差应力 ，然后叠加组合多向温度差荷载状态下的温差应力 。３ ． ２ 其应变为： 桥梁结构的温度变化 ， 大多是 由于 日照温度变化 、 年温度变化及寒 温度应力计算。首先是假想各纤维 自由伸缩 ， 流影响所导致的，对于 日照温度的变化会使桥梁结构的不同部分迅速 ｅ Ｔ （ ｙ ） ＝ａ Ｔ （ ｙ ） 的产生不均匀 的温度分布趋势， 在很短 的时间内形成很大的温差 ， 就会 在公式 中： ａ 为材料线膨胀系数 ： Ｔ （ ｙ ） 为沿梁高的温差分布。 产生很大的 日照温度应力 ，对于寒流的影响也能使桥梁结构出现不均 根据平截面假定， 总应变为 ： 匀温度分布， 但是只是这种方式引起的温差 比前者小很多 ， 而年温度变 ｅ （ ｙ ） ＝￡ ｃ ＋白， 式中： ￡ ｃ 为重心处应变 ： ｋ 为截面处微段曲率。 化就会使桥梁结构发生缓慢而均匀 的伸缩变形 ，最终导致桥梁的纵 向 位移。 桥梁的纵向位移一般通过桥面伸缩缝、 支座位移或柔眭桥墩等构 由于总应变和温度产生的应变不等， 可知有 八 ． 何关 系： 造进行协调， 所 以只有位移受到很大的限制时才能产生温度次内力 ， 日 ｅ （ Ｙ ） ＝ｅ Ｔ （ ｙ ） ＋ｓ ｃ （ ｙ ） 式 中： ８ ｃ （ ｖ ） 为弹陛应变。 照温差和突然降温就会导致结构温度次内力和温度次应力 的产生 ， 对 于大跨度预应力混凝土箱形连续梁 中，温度应力可 以达到或超过活载 相应的应力为： （ ｙ ） ＝ Ｅ ｅ ｃ （ ｙ ） ＝Ｅ 【 Ｅ （ ） ， ） 一 （ ｙ ） 】 ＝ Ｅ 【 ￡ ｃ ＋ 一 ｓ Ｔ （ ｙ ） 】 应力，所以可推断这是预应力混凝土桥梁产生结构裂缝的主要因素之 截面内应力表示为： Ｎ ｚ ：， ＾ ｃ （ ｙ ） ｄ Ａ ：Ｅ ｅ ｃ Ａ — Ｅ ， ＾ Ｅ Ｔ （ ｙ ） ｄ Ａ 随着桥梁跨径的不断加大 ，温度效应对桥梁结构的影响也越来越 Ｍ ｘ ＝Ｊ Ａ ａ ｃ （ ｙ ） ｙ ｄ Ａ＝ｋ Ｅ Ｉ — ＥＪ Ａ ｅ Ｔ （ ｙ ） ｙ ｄ Ａ 大， 我国过去的法律法规 已经不在适用 ， 只是给出 Ｔ形截面梁的日照温 丝＋ ＿ ｆ Ａ ｅ Ｔ （ ｙ ） ｄ Ａ 尼 ＭＸ ｆ （ ｙ ） ｄ Ａ Ａ ｅ Ｔ 差分布图 ， 在过去的预应力混凝土箱形连续梁设计中， 都是按照 日照差 ￡ｃ ： ＋— Ｅ Ａ Ａ ” ＥＩ Ｉ 进行计算、 设计的， 并且原来的设计规范 中对竖向 日照反温差没有进行 计算 。对于新的公路桥梁设计规范是通过国内外多个设计规范温度梯 在式中： Ｅ 一 弹性模量 ， Ａ 一 截面的面积， Ｉ 一 抗弩 陨 矩。 ４ 工程 应用 度作用曲线的应力计算 比较得出的， 提出新的温度梯度曲线模式 ， 并且 在一座三跨预应力混凝土连续箱梁为研究 的对象 ，这座桥梁跨径 明确的额提出竖 向 日 照反温差的梯度曲线 ， 本文对比分析新 、 老桥温度 组合为 ９ ４ ｍ＋ １ ７ ０ ｍ＋ ９ ４ ｍ＝ ３ ５ ８ ｍ， 其中桥宽是 １ ２ ｍ， 双向车道 ， 主梁截面 梯度作用下结构的应力情况。 ２温 度应 力 形式为单箱单室 ， 梁体使用的是直腹板 ， 水平放置 ， 全桥顶板厚度保持 为２ ８ ｅ ｍ， 计算采用的是平面杆系计算程序 Ｇ Ｑ Ｊ Ｓ系统 ， 并且根据 ２ ． １ 温度应力 的产生 。在人们开始分析温度应力的时候 ， 人们将年 不变， 温变化的产生与分布作为依据 ， 但是随着研究进一步的深入 ， 人们看是 桥梁结构特点及施工 节段划分，整个桥梁上的结构离散 １ １ ２ 个平面杆 在计算 中可以分别采用三个不同的温度梯度模式 ： 新规范升温 重视非线性牦 对研究的重要性 ， 随着研究的不断深入 ， 温度应力的研 系单元 ， 究 已经不再是单一考虑气温条件上升至充分考虑 日照条件的高度 ， 对 梯度、 新规范降温梯度 、 老规范升温梯度 ， 然后根据具体的数值分布进 于大跨径的桥梁来说 ， 温度应力主要分为温度 自应力和温度次应力 ， 结 行取值 、 对 比计算。对新老规范不同的温度梯度荷载分别进行计算 ， 得 构物某种构件单元内， 由于各纤维温度不同 ， 形成了应变差在约束的作 到支点及跨中截面的温度应力值。 用下产生 的应力 ， 这种温度应力被称为温度 自应力 ， 在结构或者是体系 结束语 对 于大跨径桥梁施工控制温度应力来说 ，温度参数是 十分复杂的 当中的各个构件 ， 由于温度存在着差别导致结构的变化， 会在支承约束 下生成应力， 这种应力被称为温度次应力。 温度应力的产生与分布具有 随机变量 ， 与桥梁所在的地理位置、 方向、 自 然条件 、 组成构件的材料等 非线性 ， 而且还有很明显的时间性。 ２ ． ２温度应力效应类别。 大跨径桥梁 因素有很大的关系 ， 这对于确定结构应力和变形有很大的作用 ， 同时也 在大跨径桥梁施工控制中应注意温度的影响， 另外 会受到 自然环境等因素的影响， 而产生温室效应 ， 温度效应分为年温差 是最难识别的参数 ， 分布也很均匀 ， 所以主要研究的是 日照和骤 效应和局部温差效应 ， 年温差效应为改变迟缓的年温差 ， 会直接的影响 由于年温的变化比较简单 ， 桥梁截面的温升、 温降、 伸长 、 缩短 ， 但是 当桥梁的位移受到约束时 ， 就 然降温温度荷载效应的计算方法， 可以更好地施工 ， 防止温度应力对大 提高工程的施工质量。 会产生温度次应力。 对于局部的温差效应是因为 日照辐射而产生的， 在 跨度桥梁施工时的影响， 不同截面上的传热形式也是不 同的， 具有非线性分布特征 ， 截面非线性 参考 文献 １ 】 张沔， 刘斌 ， 贺拴海， 白剑． 桥 梁大体积混凝土温度控制与防裂 长安 温度分布所造成的胀缩合截面形变之间存在的差别 ，会使所有种类的 ［ 截面舒会出现 自应力 。 ２ ． ３ 线性变化。 当出现温差变化时 ， 梁式结构就会 大学学报伯 然科 学版ｊ ， ２ ０ ０ ６ （ ３ ） ． ２ １ 严露． 高墩大跨连续刚构桥 温度效应分析与工程控制 ｝ 长沙： 长沙理 出现挠曲变形 ， 梁在变形 以后还是会服从平截面假定， 所以在这种情况 『 下， 线性变化 的温度梯度只是可以引起结构的位移 ， 而不会产生温度内 工 大学 ， ２ ０ ０ ７ ． ３ １ 颜东煌 ， 陈常松， 涂光亚． 混凝土斜牡桥磁． 工控制温度影响及其现场修 力， 但是在超静定梁式结构 中， 就会导致结构 出现位移 ， 还会 由于多余 『 约束力产生温度次内力。２ ． ４ 非线性变化。在此类非线 陛温差分布的情 正 中国公路学报 ， ２ ０ ０ ６ （ ４ ） ． 况下 ， 就算是一些静定梁式结构 ， 梁在挠 曲变形 的时候 ， 截面上 的纵向 『 ４ ］ 宋智慧 ， 刘京红 ， 高宗章 ， 石克， 姬振双， 安炜． 基础底板 大体积混凝土 ２ ｏ ０ ８ （ ５ ） ． 纤维 因温差的伸缩会受到约束 ， 产生纵向约束 应力 ， 在超静定梁式结构 的温度监测及裂缝控制 河北农业大学学报 ， 中， 除了温度 自应力以外 ， 还会有多余 的约束阻止结构挠曲产生的温度 【 ５ １ 冯勇， 曾凡奎 ， 胡玉定 ， 王秋娟． 大体积混凝土裂缝控制技术研 究叨． 建 内力引起 的温度次应力。 筑技术开发 ， ２ ０ ０ ９ （ ５ ） ． ［ ６ １ ４ ￣ 河， － 王双峰． 大体积混凝土裂缝分析及施工控制技术 中小企业 ３大跨径桥梁温度应力的计算 ３ ． １ 基本假定。假设沿着梁长方 向的温度分布是均匀的 ， 并且忽略 管理与科教ｆ Ｅ 旬刊） ， ２ ０ ０ ９ （ ６ ） ． 黄方意， 沈华， 高�
大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制
大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制作者：冒琴来源：《华东科技》2013年第12期【摘要】随着科技的发展和社会的不断进步，大跨度桥梁施工建设项目逐步增多。
但对于大跨度预应力混凝土连续梁桥施工工序较多，过程复杂。
施工期间可能会出现一些不确定性的因素而影响施工过程，导致梁结构跟设计上存在一定的偏差。
本文主要针对大跨度梁施工控制过程进行简要分析，并针对问题提出合理的控制措施。
【关键词】大跨度；连续梁施工；预应力混凝土；控制；措施在上世纪五十年代，已经开始采用预应力混凝土连续梁的施工工艺，作为一种古老的结构体系，其具有变形小、平顺舒适、抗震性能好、便于养护，且伸缩缝少、结构稳定强等特点。
但在施工时由于跨度大，导致施工过程费时费力。
目前我国在预应力混凝土连续梁的施工方面主要采用平衡悬臂梁浇筑法，之后浇筑合拢段。
但在施工中经常会存在一些不足，下面具体分析。
1 连续梁的发展现状目前我国在进行大跨度预应力混凝土连续梁桥施工时主要采用“T”型结构对称悬臂浇筑→边跨合拢→中跨合拢的结构施工模式，但该模式施工时不仅会受非均匀材料的影响，还会受时间、温度和湿度的影响。
这些因素会使得桥梁节段之间相互作用，最终导致浇筑混凝土的过程中出现偏差，使桥梁施工的稳定性、可靠性和外形等受到影响。
所以，为保证大跨度预应力混凝土连续梁桥施工中的质量，需要在施工过程中加以控制和监督。
2 施工控制技术的重要性（1）确保梁的施工质量。
根据具体的施工工序，通过现场得到的数据和参数，分析和验算桥梁的结构性能。
根据得出的结果进行主梁端挠度的控制参数分析，从而保证梁结构的受力在设计的范围内。
（2）保证梁体的健康、安全。
由于自然灾害和人为因素的影响，导致桥梁结构受损。
因此，要通过控制来保证梁结构的稳定性、持久性和安全性。
（3）施工过程的需要。
大跨度梁的施工过程复杂，施工过程中由于分段数目多、悬臂长度较长，导致施工过程中实际梁结构容易与设计发生偏差，影响其结构的稳定性和舒适度。
大跨度桥梁设计-超静定结构附加内力分析
§5.2 预应力效应分析
5.2.4 吻合束
➢按实际荷载下弯矩图的线形作为预应力束布置的线形， 这种预应力束即为吻合束。
➢吻合束 总弯矩M总=初预矩M0=实际荷载弯矩Mq 预加力产生的次力矩M次=0
§5.2 预应力效应分析
5.2.4 吻合束 证明——两跨连续梁为例。 （1）实际荷载q作用下的弯矩Mq 左跨弯矩：
5.2.2 等效荷载法
且
§5.2 预应力效应分析
5.2.2 等效荷载法
➢q(x)为所求的等效荷载q效。 ➢沿全跨长的总荷载 q效l 与两端预加力的垂直向下分力之和
相平衡。
§5.2 预应力效应分析
5.2.2 等效荷载法 计算步骤 ➢（1）按预应力索曲线的偏心距ei及预加力Ny绘出梁的初预
矩M0=Nyei图，不考虑所有支座对梁体约束的影响。
§5.2 预应力效应分析
5.2.2 等效荷载法
计算步骤 ➢（2）根据索曲线形状计算等效荷载，且考虑锚固点等效
荷载确定全部的预应力等效荷载。 ➢（3）求解连续梁在等效荷载下的截面内力，得出的弯矩
称为总弯矩M总。 ➢（4）用总弯矩减去初预矩得到次力矩
§5.2 预应力效应分析
5.2.2 等效荷载法
例题 : 两跨等截面连续梁，预加力Ny=1158kN，试求支点B截面 由预应力产生的总弯矩和次弯矩。索曲线布置见a图，各段索曲线 偏心距方程如下:
5.2.3 压力线与线性转换
➢简支梁中，无次力矩，总预矩即为初预矩，则求得的压 力线函数与钢束重心线重合。
➢超静定结构，存在次力矩，压力线偏离钢束重心线，偏 离钢束中心的形状与次力矩形状一致。偏离值为：
§5.2 预应力效应分析
5.2.3 压力线与线性转换
【豆丁精品】-浅析温度应力对连续箱梁顶板纵向裂缝的影响
- -1532010年第12期（总第147期）NO.12.2010（CumulativetyNO.147）China Hi-Tech Enterprises摘要：文章利用有限元ANSYS 对比分析了在三种不同的温度应力场的作用下连续箱梁顶板拉应力的大小，验证了温度应力是产生箱梁顶板纵向裂缝重要因素之一。
设计和施工工程中，应该对当地的温度对桥梁结构的影响需要充分的考虑，加强桥梁结构的抗裂性能，保证桥梁使用的耐久性。
关键词：温度应力；连续箱梁；温度梯度；纵向裂缝；计算模型中图分类号：U448 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2010）12-0153-02浅析温度应力对连续箱梁顶板纵向裂缝的影响宋春玲（中铁十三局集团第二工程有限公司，广东 深圳 518083）预应力混凝土连续箱梁在自然条件变化下在箱梁中产生较大的温度梯度，温差作用产生变形，受到箱梁的纵横向纤维约束或超静顶结构体系的多余约束时，就会产生很大的温差应力。
温度应力包括内约束应力和外约束应力，内约束应力是指结构内部某一构件单元，在非线性温差作用下纤维间温度不同，引起的应变不同而受到约束引起的应力；外约束应力是指结构内部各构件因温度不同产生不同变形受到约束或结构外部为超静定约束，无法实现自由变形引起的应力。
理论分析及实践经验表明：大跨度预应力混凝土连续箱梁，温度应力可以达到甚至超过活载产生的应力，以被认为是预应力混凝土桥梁结构产生裂缝的主要原因之一。
一、温度场的分解（一）英国BS5400规范温度梯度图1 英国BS5400规范中的箱梁顶板温度分布h1=0.3h ≤0.15mh2＝0.3h ≥0.10m ≤0.25m h3=0.3h ≤[0.1m+面层厚度（m）h/m T1/℃T2/℃T3/℃≤0.28.5 3.50.5≤0.412.0 3.0 1.5≤0.613.0 3.0 2.0≥0.813.53.02.5h1=h4=0.2h ≤0.25m h2=h3=0.25h ≥0.2mh/m T1/℃T2/℃T3/℃T4/℃≤0.2 2.00.50.5 1.5≤0.4 4.5 1.4 1.0 3.5≤0.66.51.81.55.0≤0.87.6 1.7 1.5 6.0≤1.08.0 1.5 1.5 6.3≥1.58.40.51.06.5（二）新规范竖向温度梯度A ＝300mm T 1＝250C T 2=6.70C图2 JTG D60-2004规范中的竖向温度梯度二、计算模型及结果分析（一）工程背景根据两种规范规定的温度梯度，以佛开高速潭洲大桥主桥为研究对象，潭洲大桥主桥为双向四车道分离式桥梁，全宽为27.7m，单幅宽为11.128m，混凝土桥面铺装。
桥梁施工控制中的温度应力分析
3. 2 有限元分析
桥梁施工控制的第一项工作就是对所监控桥梁的应力、 挠度等进行计算， 以保证桥梁施 工工艺的科学性。 我们用有限元法[7]对结构内力进行分析,有限元法是把整体结构划分成若干
- 1 -
移效应的影响，而温度的内力效应不予考虑。
1. 1 产生温度应力的原因
温度对桥梁结构的影响包括年温差影响和局部温差影响。 年温差影响是指气温随季节发 生周期性变化时对结构物所引起的作用， 一般假定温度沿结构截面高度方向以均值变化， 对 无水平约束的预应力混凝土箱形梁， 年温差只引起结构的均匀伸缩， 并不产生结构内温度应 力；局部温差影响是指日照温差影响，将产生结构内温度应力[1,5] 日照温差对结构的影响，因日辐射强度、桥梁方位、日照时间、地理位置、地形地貌等 随机因素，使结构表面、内部温差因对流、热辐射和热传导等传热方式形成瞬时的不均匀分 布， 即结构的温度场。 一般将温度场的确定简化为沿桥梁横向或截面高度方向的温度梯度型 式的确定。各国桥梁规范对梁式结构沿梁高方向的温度梯度的规定有各种不同型式。 1）线性变化。在这种温差变化情况下，梁式结构将产生挠曲变形，而且梁在变形后仍 然服从平截面假定。因此，在静定梁式结构中，线性变化的温度梯度只引起结构的位移而不 产生温度内力，而在超静定梁式结构中，它不但引起结构的位移，而且因多余约束的存在， 从而产生结构内温度次内力。 2)非线性变化。在此类非线性温差分布的情况下，即使是静定梁式结构，梁在挠曲变形 时，因梁要服从平截面假定，导致截面上的纵向纤维因温差的伸缩将受到约束，从而产生纵 向约束应力， 这部分在截面上自相平衡的约束应力称为温度自应力 s ( y ) 。 而在超静定梁式 结构中， 除了温度自应力 s ( y ) 外， 还应考虑多余约束阻止结构挠曲产生的温度内力引起的 温度次应力 s x ( y ) 。总的温度应力为： T ( y ) s ( y ) s x ( y ) 。
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一０ １ ３ ．１ 一０ １ ７ ．０ ０ １５ ．０
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万方数据
第 １期 ２
水泥混凝土桥面铺装施工方法的研究
求。 公路桥梁设计规范（ Ｇ ０ ０） 新的 Ｊ Ｄ － ４ 通过对国内 Ｔ ６ ２ ０ 外多个设计规范温度梯度作用曲线的应力计算比较， 提出了 桥梁结构的温度变化， 一般是由日 照温度变化、 年温度变 新的温度梯度曲线模式， 并明确提出了 竖向日 照反温差的梯 化以 寒流影响所致。日 度变化使桥梁结构的不同部分迅 及 照温 ９ 二＋ 速 地产生不均匀的 度分布， 温 在很短的时间内 形成相当 大的温 度曲线。以笔者设计的一座大跨度三跨连续梁桥（４ ７ ＋ ， 为背景， ０ ９ 对比分析了新、 老桥规温度梯度作用 差， 从而产 生相当 大的日 度应 寒流 照温 力； 影响也 能使桥梁结构 １ ｍ ４ ） 给出了新规范温度效应下大跨度预应力 较 地 不 温 布， 此引 温 差比 者 快 发生 均的 度分 单由 起的 差温 前 小； 下结构的应力情况， 设 有关建议和 结论。 而 温 年 度变化 使 梁 则 桥 结构发 缓慢而 生 均匀的 缩变 由 伸 形， 此 混凝土连续箱梁 计的 引 起桥梁的 位移。 纵向 桥梁的 纵向位移一般通过桥面伸缩缝、 ２ 工程背景 以笔者设计的 一座三跨预应力混凝土连续箱梁为研究 支 移 柔 墩 构 座位 或 性桥 等 造措施相 协调， 有在结构的 受 只 位移
０ １ ． 卜 ｎ
计算 杆系 采用平面 计算程序Ｇ Ｊ系 根据桥梁结构 ＱＳ 统， 特点及施工节段划分情况， 全桥上部结构离散为 １ 个平面 １ ２ 杆系单元， 结构离散图 如下图３ 所示。 计算中 别采用三种 分 不同的温度梯度模式： 新规范升温梯度， 新规范降温梯度及 老规范升温 梯度。 其中新规范升、 降温梯度中温差计算的温 度基 ， 数ＴＩ Ｔ参照规范打Ｇ － 表１ ２ Ｄ０ （ ６ ２”中 所列的三种 ０
一０ ８ ０ ．８
０８ ０ ．５
０７１ ．９
１７ ７ ．８ 一 ．６ ０ ２７
一１ ０ ０ ．８
０６３ ．１
￣１ ３ ０ ．４ １０ ８ ．６
３７１） ．（ ０
２ ０
６７ ．
２ ０
０２ ．印 ５９ １ ．２
１ １６ ．７
－１ １ ６ ．０
一 ．５ ０ １９ ０２０ ．２ ０２６ ．１
一０． ２ ７９
５ 分析、 比较 （） １不同的温度梯度模式进行计算得到的梁内温度应
力 相 大， 达５ １ ％； 值 差甚 可 ０ ０ ％一 ０
（） 新规范下温度梯度产生的最大压应力为 ２对于顶板，
４８１ ａ最大拉应力为２４６ ａ应力幅达７３ ｓ远 ．７ Ｍ ， Ｐ ．３ Ｍ ， Ｐ ．Ｍ ， Ｐ 大于活载应力幅。 （） ３ 温度梯度对底板应力影响不大， 均小于２ ａ Ｍ ， Ｐ （） ４新老规范温度梯度应力相差较大， 新规范梯度模式 下温度应力为老规范温度应力的３ ５ － 倍。
对 其 径 合 ４ １ ｍ ｍ ３ ｍ桥 １ｍ 象， 跨 组 为９ ｍ ７ ＋４ ５ ， 宽 ２ ＋ ０ ９ 二 ８ ，
双向两车道。主梁截面形式为单箱单室， 梁体采用直腹板， 箱梁顶板宽１ ｍ 箱梁底板宽６５ 水平放置。箱梁梁底 ２ ， ． ｍ， 按二次抛物线变化， 根部梁高 １ ｍ 跨中合拢段梁高３７二 ０ ， ． 。 全桥顶板厚度保持不变， 均为２ ｃ ； ８ 底板为变厚度， ｉ ｎ 主孔支 点处为 １ ｃ 边孔支点及跨中处为３ ｃ ， １ ｍ， ０ ０ 按二次抛物线 ｍ
－０ １ ８ ．０ －０ １ ２ ．０
３７１） ．（０
０
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一０ １ ０ ．３
一 ．８ ０ ０２ 一３ ２ ６ ．１
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一２ ９ ０ ．６ 一 ．８ ０５８
０５３ ．５ 一０ １ ５ ．６
０１ ．
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一０ ３ ５ ．８ ０ ８２ ．４ － ．６ ０５１ 一 ．２ ０ ５２ 一 ． ５ ０叨 ０ ８５ ．８
１吕 ．科 一０ ５ １ ．５ ０ （１ ．洲６
一 ．５ ０ ３１
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３７ １） ．（０
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一１ ７ ０ ．７ －０ ４ ．乃 一 ．９ ０３ ５ － ．伪 ０３ ０６０ ．７
一０ ５ ４ ．３ 一０ ４ ７ ．９
一０ ２ ０ ．１
一２ ０ １ ．１
－２ ４ ６ ．３ － ．９ ０ ８３ ０ １４ ．３ ０５ ．扣 一３ ４ ４ ．９
０ １８ ．６ ０ ６７ ．７ 一 ．８ ４ ３９ 一１ 价 ９ ． ０ １６ ．７ ０７０ ．１
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０４ ．
０１ ．阅
一１ ． ２５
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一３ ８ ８ ．２ 一 ．５ ０ ５７
０５ １ ．８ －０ １ ５ ．７
－４ 的 ７ ．
４５ 偏 筑 ．
在铺装前， 首先应做好严密的施工计划。对现场进行合 理的安排。 ４２ 放线及整乎 ． 放线： 根据图纸的设计要求， 进行测量放线， 对于高出 的、 施工后达不到要求铺装厚度的要标出； 并计算高出多少， 以便整平时心中有数。 整平： 经过测量， 对出现高出的部位要进行整平， 将多余 的部分铲除， 以保证铺装层的厚度。 铲除的 方法应根据具体 情况确定。整平过程还应将清理各个死角纳人。对边、 角应 认真加以对待， 因为这些部位往往是造成破坏的发源地， 也 是人们最容易忽视的地方， 对于这些部分的清理整平原则是 宁深不浅， 宁方不圆。 ４３ 第一次清洁表面处理 ． 《 上接第８ 页） ９
变 腹 变厚度， 一３ 化； 板为 １ １ 节段腹板厚为７ ｃ ， 段 ＃ ‘ ０ １ 节 ｍ５ ＊ 以 后腹板 厚度为４ 。 ， ０ 二 腹板厚度在１ ， ＇ ３ １ 节段间线性变 ｀４
化。全桥总体布置及横断面形式见图１图２ 、 所示。
图 １ 三跨预应力混凝土连续箱梁总图布里图（ 单位： ） 。 ３ 计算模型
（． １浙江省交通规划设计研究院： 舟山港务局岱山分局》 ： ２ ．
摘 要： 以笔者设计的９ ｍ ７ ｍ ４ ４ １ ＋ ｍ连续梁桥为工程背景， ＋ ０ ９ 重点对比分析了新、 老公路桥涵设计通用 规范温度梯度模式对大跨度连续梁桥主梁应力的影响， 提出了新规范温度模式下大跨度连续梁桥的设计的 新思路、 新方法。 关键词： 温度梯度模式； 大跨度连续梁桥； 设计 中图分类号二４１ ． Ｕ４ ＇ ５ 文献标识码： Ｃ 文章编号： ０ 一 ３３ ７ － ０８ １ ８ ３８（０ ）２ ８ － ２ ０ ２０ １ ０ ０
４１ 准备 ．
（） １对局部的污迹进行单独处理； （） ２对桥面板表面的浮浆， 松散颗粒进行处理； （） ３用高压水枪进行再处理及清洁。 ４４ 第二次清沽及润沮 ． 在支架模板与架设钢筋的过程中， 很有可能会丢落杂质 或洒落油迹， 因此必须进行第二次清洁。清洁过程类似第一 次。先局部后整体， 先高处后低处， 同时注意边、 角处。进行 全面的检查， 准备进行铺筑。 铺筑的前两天， 应保持桥面板表面的表面潮湿， 这主要 是考虑到不要出现旧混凝土吸收新混凝土中的水分， 当铺筑 时， 桥面板表面达到面干饱和是比较理想的。
０加５ ． ６６２ ．５
１８ ０ ．７ 一０ ５ ６ ．２ ０加７ ．
６ ９９ ．８
２ １９ ．６ 一０ ３ ６ ．３ 一１ ３ ４ ．５
０１ ．
０４ ．
６７ ．
０９ ３ ．９
０７０ ７ ．
０２３ ．０ 一 ．９ ０ １９ ０２ １ ．３
０２７ ．２ ０２４ ．１
３７１） ．（ ０
乃 ６７ ． ０１ ． ０４ ．
图３ 箱梁结构单元离散图
表 １ 温度应力计算结果表
截面位置 沮度梯度 跨中
温度／ ℃
支点 总应力／
Ｍｐ ａ
模式
砚 Ｊ 砚 」
至上缘距离／ ｍ ０
０ ０． 氏 ０．
自 应力／
ＭＰ 匕
次应力／Ｍｐ ｈFra bibliotek自 应力／
次应力／
Ｍｐ ａ
总应力／
ＭＰ ｓ
内 Ｊ
０ ８９ ．１
一１ ０ ５ ．８
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－ ． ２ 加２ － ． ４ ０竹 ０２ ．的 －０ 印３ ． 一 ．２ ３ ３６ 一０ ９ ５ ．３ ０２２ ．６
一０ 加 ３ ．
０１ ． ０４ ．
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一 ．８ ００ １
００９ ．７ 一０ １０ ．１
０ ８６ ．１ ０７９ ．５ ０ ６７ ．５ ０ ６７ ．５ ０ ５９ ．８ 一１ ２ ７ ．８
１６ ５ ．３ １６ １ ．１ １５ ８ ．６
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０９ １ ．１ 一０ ８ ９ ．８ 一０ 翻 ９ ． ０ ２５ ．４
０ １９ ．５
１ 概 述
到限 才会 制时 产生温 度次内 力。日 照温差和突 然降温 则会导 致 结 度次内 温 构温 力和 度次应力的 产生， 在大跨度预应力混凝土 箱形连续梁中， 度应力可以达到甚至超出活载应力， 温 普遍认为 这是预应力混凝土桥梁产生结构裂缝的主要因素之一。 随着桥梁跨径的增大， 温度效应对桥梁结构的危害也就 越来越大， 我国原公路桥梁设计规范（ Ｊ 一 ９ 受研究 Ｊ ０１ ８） Ｔ ２ 水平限制， 只给出了Ｔ 形截面梁的日 照温差分布图， 以往预 应力混凝土箱形连续梁设计中， 均按照此日 照温差计算、 设 计， 并且原设计规范中 对竖向日 照反温差没有明确的计算要