温度梯度及铺装层厚度对钢-混组合梁桥的受力影响
《大温差环境下钢-混组合梁桥日照温度效应研究》范文
《大温差环境下钢-混组合梁桥日照温度效应研究》篇一一、引言随着现代交通建设的快速发展，钢-混组合梁桥因具有高强度、良好的延性以及耐久性等特点，被广泛应用于大跨度桥梁的建设中。
然而，在大温差环境下，钢-混组合梁桥的温度效应问题显得尤为突出，它不仅关系到桥梁的结构安全，还对桥梁的长期性能和耐久性有着重要影响。
因此，针对大温差环境下钢-混组合梁桥的日照温度效应进行研究，对于保障桥梁结构的健康和安全具有重大意义。
二、大温差环境特点及其对钢-混组合梁桥的影响大温差环境主要指在夏季高温和冬季低温之间温差较大的气候条件。
在这种环境下，钢-混组合梁桥的日照温度效应主要表现为桥梁在太阳辐射下的温度变化，以及由此产生的热胀冷缩效应。
这种效应会使得桥梁产生温度应力，进而导致桥梁的变形和内力重分布。
三、研究方法与模型建立针对大温差环境下钢-混组合梁桥的日照温度效应研究，本文采用理论分析、数值模拟和实桥观测相结合的方法。
首先，通过建立考虑材料非线性、几何非线性和温度效应的有限元模型，对钢-混组合梁桥的温度场进行模拟分析。
其次，结合实桥观测数据，对模拟结果进行验证和修正。
最后，通过理论分析和数值模拟，研究大温差环境下钢-混组合梁桥的温度效应及其对桥梁结构的影响。
四、研究结果与分析（一）温度场分布规律通过对有限元模型的分析，可以发现钢-混组合梁桥的温度场分布呈现出明显的非线性特点。
在夏季高温时段，桥梁表面的温度较高，而内部温度相对较低；在冬季低温时段，桥梁的温度整体较低。
此外，由于太阳辐射的影响，桥梁的向阳面和背阳面温度差异较大。
（二）温度效应对桥梁结构的影响大温差环境下，钢-混组合梁桥的温度效应会导致桥梁产生较大的温度应力。
这些温度应力会使桥梁产生变形和内力重分布，进而影响桥梁的结构安全和长期性能。
此外，温度效应还会加速桥梁材料的疲劳损伤和腐蚀，降低桥梁的耐久性。
五、结论与建议（一）结论通过对大温差环境下钢-混组合梁桥的日照温度效应进行研究，可以发现：钢-混组合梁桥的温度场分布受大温差环境的影响较大；温度效应会对桥梁的结构安全和长期性能产生重要影响；实桥观测数据可以验证和修正数值模拟结果，提高研究的准确性。
不同规范温度梯度模式对钢管混凝土
标准实践不同规范温度梯度模式对钢管混凝土拱桥温度效应的影响■ 安海平（中铁六局呼和浩特铁路建设有限公司）摘 要：为分析竖向温度梯度模式对钢管混凝土拱桥温度效应的影响程度，结合《公路钢管混凝土拱桥设计规范》《公路钢管混凝土桥梁设计与施工指南》和部分研究成果，总结了4种关于钢管混凝土桥梁的温度梯度模式，从梯度模式的曲线形式和温度基数取值探讨了各模式的差异，并以一座钢管混凝土拱桥为研究对象，探究了各模式梯度温度对拱桥效应计算结果的影响。
结果表明：由于测试环境及试验影响因素等原因，不同的CFST温度梯度模式在梯度曲线形式和温度基数取值方面存在较大差异。
不同温度梯度模式作用对拱桥温度效应的影响相差较大，《公路钢管混凝土拱桥设计规范》中推荐的钢管混凝土拱桥温度梯度模式对于结构的设计偏于不安全。
关键词：钢管混凝土拱桥，温度梯度，温度效应，曲线形式，温度基数DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2022.23.026Effect of Different Temperature Gradient Patterns on the TemperatureEffect of Steel Pipe Concrete Arch BridgeAN Hai-ping（China Railway Sixth Group Hohhot Railway Construction Co., Ltd.）Abstract: In order to analyze the infl uence of vertical temperature gradient modes on the temperature effect of steel pipe concrete arch bridges, four temperature gradient modes on steel pipe concrete bridges in existing studies are summarized, and the differences of each mode are discussed in terms of the curve form of gradient modes and temperature base values, and the infl uence of each mode gradient temperature on the calculation results of the arch effect is investigated with a steel pipe concrete arch bridge as the research object. The results show that due to the test environment and test infl uencing factors, different CFST temperature gradient modes have large differences in the form of gradient curve and the value of temperature base. The effect of different temperature gradient mode action on the temperature effect of the arch bridge is great, and the temperature gradient mode of steel pipe concrete arch bridge in the Design Specifi cation for Highway Steel Pipe Concrete Arch Bridge is unsafe for the design of the structure.Keywords: concrete fi lled steel tube arch bridge, temperature gradient, temperature effect, curve form, temperature base1 引 言钢管混凝土（CFST）由于其优良的结构形式、施工性能和优越的经济性能，同时借助钢管对核心混凝土的约束效应，从而使核心混凝土具有更高的抗压强度和抗压缩变形能力[1]，已被广泛用作各类桥梁的主要承重构件，如拱桥中的主拱肋等[2]。
竖向温度梯度对箱梁受力的影响
竖向温度梯度对箱梁受力的影响LI Wei;HU Suoting【摘要】为验证客运专线时速250 km的32 m简支箱梁的使用性能,选择4孔梁进行现场预制和试验.在梁体预制过程中顶板底面中心产生了顺桥向裂缝,裂缝在白天、夜晚呈现明显张合趋势.为分析竖向温度梯度对裂缝的影响开展了试验及理论研究.研究结果表明:存梁期间日照引起的竖向正温度梯度是桥面板裂缝产生的主要原因;裂缝主要影响结构的使用耐久性,对受力影响较小.建议有砟箱梁设计时充分考虑轨道铺设前竖向温度梯度的影响.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2019(059)006【总页数】5页(P1-5)【关键词】客运专线;箱梁;试验验证;温度梯度;裂缝【作者】LI Wei;HU Suoting【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】U441+.51 概述设计时速250 km客运专线某型32 m简支箱梁为单箱单室断面。
梁高2.8 m，顶板厚300 mm，底板厚250 mm，腹板厚500 mm。
为增强支点处抗剪能力，在梁端支承处1.95 m范围内腹板厚度增加为850～950 mm，顶底板向下加厚至600 mm，箱梁高增为3.15 m。
腹板、顶板、底板加厚的变化长度分别为3.95，0.35，1.05 m。
箱梁构造尺寸见图1。
图1 箱梁构造尺寸(单位：mm)为了验证该梁的使用性能，选择4孔梁在山西省晋中市进行预制和试验。
各梁预制日期见表1。
表1 试验梁预制日期统计试验梁编号混凝土浇筑日期初张拉日期终张拉日期1#5月9日5月14日5月24日2#5月30日6月3日6月15日3#6月11日6月16日7月2日4#7月18日7月23日8月2日6月11日下午，在1#，2#试验梁顶板底面中心各发现1条纵向裂缝，裂缝在白天和夜间呈明显张合趋势，白天裂缝宽度在0.15～0.30 mm，夜间裂缝宽度小于0.15 mm[1]。
此外，在裂缝两侧0.4～0.6 m处出现了纵向断续裂缝(与中心处裂缝平行)，纵向延伸至距两端顶板变厚度处1 m附近(见图2)。
《2024年大温差环境下钢-混组合梁桥日照温度效应研究》范文
《大温差环境下钢-混组合梁桥日照温度效应研究》篇一一、引言随着交通网络的日益完善，钢-混组合梁桥以其优越的力学性能和良好的经济效益，在各种工程领域得到了广泛应用。
然而，在大温差环境下，这种组合梁桥会受到日照温度效应的影响，这对其安全性和耐久性提出了严峻的挑战。
因此，对大温差环境下钢-混组合梁桥的日照温度效应进行研究，对于保障桥梁的安全运营和延长其使用寿命具有重要意义。
二、钢-混组合梁桥的基本构造与特点钢-混组合梁桥是一种由钢梁和混凝土桥面板通过剪力连接件组成的桥梁结构。
其特点在于充分利用了钢材的高强度和混凝土的抗压性能，具有较好的力学性能和经济效益。
然而，在大温差环境下，由于钢材和混凝土的热膨胀系数存在差异，组合梁桥会受到温度应力的影响，这对其安全性和耐久性构成了威胁。
三、大温差环境下钢-混组合梁桥的日照温度效应大温差环境下的日照温度效应是指由于太阳辐射、气温变化等因素引起的桥梁结构温度变化。
这种温度变化会导致钢-混组合梁桥产生温度应力，从而影响其安全性和耐久性。
因此，研究大温差环境下钢-混组合梁桥的日照温度效应，对于保障桥梁的安全运营具有重要意义。
四、研究方法与实验设计为了研究大温差环境下钢-混组合梁桥的日照温度效应，本文采用理论分析、数值模拟和实地测试相结合的方法。
首先，通过建立钢-混组合梁桥的三维有限元模型，分析其在不同温差下的温度场分布。
其次，通过数值模拟方法，研究温度场对桥梁结构的影响，包括温度应力的分布和大小。
最后，通过实地测试，验证理论分析和数值模拟结果的正确性。
五、实验结果与分析1. 温度场分布通过建立的三维有限元模型，我们发现大温差环境下钢-混组合梁桥的温度场分布呈现出明显的空间和时间变化。
在太阳辐射作用下，桥梁表面温度升高，而内部温度则相对较低，形成较大的温度梯度。
此外，昼夜温差也会对桥梁的温度场产生影响。
2. 温度应力分析由于钢材和混凝土的热膨胀系数存在差异，大温差环境下的温度场变化会导致钢-混组合梁桥产生温度应力。
温度对混凝土箱梁受力特性的影响分析
（０ １）
温度 内约束应变 ：
收 稿 日期 ：０ ２ ０ —５ ２ １ — ７１
★： 黑龙江省教育厅科 学技 术项 目（ 目编号 ： ５ １ ８ ） 黑龙江科技学院大学生科研基金项 目（ 目编号 ： Ｇ ２） 项 １ １４ ７ ； ２ 项 Ｊ ３ Ｚ 作 者简介 ： 黄金 明（９ ０ ， ， 读本 科生 １９ 一） 男 在
只要确定 了 ８ 和 ， 。 即可求得温度 内约束应力 。
＝
中的梁在挠 度变形 时 ， 由于 温差 的伸缩 影 响 ， 约束 界面 上 的纵 将 向纤 维 ， 这样 在 截面 上相 互 平衡 的纵 向内约 束力 就产 生 了。 此外 ， 超静定梁式结构 中的多余 约束也要 考虑 ， 温度 外约束 力
沿梁高
７ ２ ０
ｌ
度
沿梁高 、 梁宽 ５ １ ７ ｌ６℃ ６℃ １
（ｒｏ ｊ ｒ
曲线
ｄ 中国公路桥规 ） （ Ｇ Ｄ ０ ０ ４ 规定 的温度 曲线 Ｊ ６－ ０ ） Ｔ ２
图 １ 温度梯度模型
１ 混凝 土箱 梁 受力分 析
体 系温差 与温度梯度 （ 日照 温度差 ） 是气 温变 化引起 桥梁 结 构温度应力 的两种主要形式 。对于静 定结构 ， 系温差 只引起 结 体
６ｌ 。 蜀 ＋ １ ０ △ ＝ （） ８
０ ｒ ＋ｏ
（） １
式 中 ： — —总温度应力 ；
— —
—
—
温度 内约束力 ； 温度外约束 力。
１ 纵 向内约束力。 ） 温 度梯度 曲线假设分布情 况为 ｒ ｙ ， （ ） 在单 元两端 ， 当纵 向纤 维之 间没有限制 ， 可以 自由伸缩时 ， 沿梁高 自由变形 为 ：
铺装层对钢桥面板力学性能影响有限元分析
铺装层对钢桥面板力学性能影响有限元分析作者：刘文成来源：《中国科技纵横》2010年第15期摘要:运用有限元分析方法计算分析了带铺装正交异性钢桥面板轮载作用下力学性能,研究桥面铺装层弹性模量和铺装层厚度的改变对桥面板力学性能影响。
关键词:正交异性钢桥面板;桥面铺装;力学性能;有限元法为对钢桥面进行有效的保护,要求在钢桥面板上施加一层多功能的保护结构,即钢桥面铺装层。
桥面铺装的存在,避免了桥面板直接受到车轮荷载的作用,传递并分散了汽车荷载的作用,并保护了钢桥面板暴露在空气中,具有良好的防锈、防水功能,确保了桥梁结构的使用寿命。
因此对带有铺装层的正交异性钢桥面板进行有限元研究分析,可以更全面、更真实的了解正交异性钢桥面板的力学性能。
一、带铺装层的正交异性钢桥面板有限元计算模型1. 基本假设铺设在正交异性钢桥面板上的钢桥面铺装和正交异性钢桥面板连成一个整体,其沥青混凝土本身是个混合物,加之支撑其的是构造异性的正交钢板,故在车轮荷载作用下,受力状况十分复杂。
故在有限元分析时,作如下假设[1-3]:(1)沥青混凝土铺装层是连续的、完全弹性的,均匀的,各向同性的;(2)铺装层与钢板的层间接触是完全连续(应变连续),同时考虑到粘结层相对较薄,且粘结层材料大多用沥青材料,因此有限元分析时,不考虑粘结层,直接并入到沥青铺装层;(3)不计钢板的重量,同时也不计沥青铺装层的重量。
2. 有限元计算模型计算模型中取正交异性钢桥面板宽4.8m,板长11.26m,厚14mm,钢板含八个纵向闭口加劲肋,加劲肋厚度为8mm,相邻两肋中心距为0.6m,模型含4块横隔板,横隔板间距3.75m,厚10mm。
加劲肋截面形状定义为加劲肋A、加劲肋B;横隔板缺口形状定义为缺口Ⅰ、缺口Ⅱ、缺口Ⅲ。
其加劲肋及横隔板缺口的具体形式如图1所示。
以该正交异性钢桥面板模型为基础,在上面铺设不同厚度、不同弹性模量的沥青混凝土进行组合建立三维有限元模型。
其计算模型如下图2所示,有限元模型如图3所示。
波形钢腹板钢-混组合梁温度场及温度效应研究
波形钢腹板钢-混组合梁温度场及温度效应研究波形钢腹板钢-混组合梁温度场及温度效应研究一、引言波形钢腹板钢-混组合梁是指在混凝土梁底面加固设置脊肋状的钢板，由该钢板与混凝土构成复合截面。
这种梁的优点在于既充分利用了钢板的刚性和抗弯强度，又利用混凝土的廉价性能和较好的抗压强度。
然而，在实际的使用过程中，温度变化对波形钢腹板钢-混组合梁的性能会产生很大的影响。
因此，研究波形钢腹板钢-混组合梁的温度场及温度效应是非常必要的。
二、波形钢腹板钢-混组合梁的温度分析1. 温度场分布当波形钢腹板钢-混组合梁受到温度变化时，钢板和混凝土之间会产生温度差。
因为钢板的热导率远远大于混凝土，所以钢板在受热后很快达到了均匀的温度，而混凝土则相对较慢。
因此，在梁的截面上，钢板一侧的温度要高于另一侧的温度。
2. 温度效应温度变化对波形钢腹板钢-混组合梁的性能有两个主要的影响：热弯曲效应和温度应力效应。
热弯曲效应是指由于温度差引起的截面曲率变化，从而引起梁产生弯曲形变。
当混凝土侧的温度高于钢板侧时，混凝土会产生胀大，并向钢板的那一侧弯曲。
相反，当混凝土侧的温度低于钢板侧时，混凝土会收缩，并使梁产生向钢板反方向弯曲的形变。
温度应力效应是指由于温度差引起的应力分布不均匀，从而引起梁产生应力。
当混凝土侧的温度高于钢板侧时，钢板一侧会受到较大的热膨胀力，而混凝土受到较小的热膨胀力。
这时，钢板一侧的应力会增大，而混凝土一侧的应力会减小。
反之亦然。
三、研究方法和结果为了研究波形钢腹板钢-混组合梁的温度场及温度效应，我们采用了实验和数值模拟的方法。
1. 实验方法我们在实验室中制作了波形钢腹板钢-混组合梁，并在梁上布置了温度传感器。
通过对梁的加热和冷却，我们记录下了不同温度条件下的梁表面温度。
然后，我们测量了梁的挠度和应力，并与未受温度变化影响的梁进行了比较。
2. 数值模拟方法为了更加深入地了解波形钢腹板钢-混组合梁的温度场及温度效应，我们采用了有限元分析方法。
温度对钢-砼组合斜拉桥拉索索力及钢箱梁变形影响研究
温度对钢-砼组合斜拉桥拉索索力及钢箱梁变形影响研究罗艺;王伟坤;林德立;陈灵东【摘要】以国内首座斜独塔单索面钢⁃砼组合斜拉桥（60＋65＋220）m为工程背景，根据现场实测温度变化，建立精确的有限元模型，分五个温度荷载工况，每个工况以砼温度升高3℃，钢箱梁温度升高5℃变化并以单元温度荷载形式加载到有限元模型，经过精确的理论计算，比较分析了各个工况下钢⁃砼组合桥的23对索力和变形，研究结果表明：随着全桥温度的升高，23对拉索索力均发生不同程度的变化，拉索M15处变化最大，可达原有索力的7．74％，钢箱梁M10处变形更是高达74．76 mm，在现场实测索力和钢箱梁铺装时应避免在温度变化较大的时间进行，以提高实测索力的精确度和钢箱梁铺装的耐久性．%Taking the first cable⁃stayed bridge in China as example, finite element model was set up in line with temperature change at the scene. Force and deformation of 23 pairs of bridge cable were compared in 5 respective situations, in each situation increment of 3℃ in concrete temperature and 5℃ in steel box girder were loaded in⁃to the model. Experimental results show that with the bridge temperature rising, cable force of 23 pairs changes at different degree,M15 cable force is the maximum having 7.74% increment, deformation of steel box girder is up to 74.76mm. Therefore the cable force measurement and steel box girder pavement should be carried out when there are no temperature fluctuation.【期刊名称】《兰州工业学院学报》【年(卷),期】2016(023)006【总页数】4页(P18-21)【关键词】斜拉桥;温度;索力;变形【作者】罗艺;王伟坤;林德立;陈灵东【作者单位】兰州交通大学土木工程学院，甘肃兰州 730070;兰州交通大学土木工程学院，甘肃兰州 730070;兰州交通大学土木工程学院，甘肃兰州 730070;兰州交通大学土木工程学院，甘肃兰州 730070【正文语种】中文【中图分类】U446.1斜拉桥是一种桥面体系受压,支承体系受拉的桥梁.其结构特点是由索塔引出的斜拉索作为梁跨的弹性中间支撑,这样不仅可以减小梁跨的截面弯矩,而且能增强梁的跨越能力.此外，在给斜拉索施加张拉力以后，其水平分力对钢筋混凝土主梁产生一个轴向压力,能够提高主梁的抗裂性能[1].马新大桥位于厦门岛外翔安区内，是国内第一座斜独塔单索面钢-砼组合斜拉桥，视觉中心突出，整体造型像帆板的桅杆，主桥孔跨布置为(60+65+220)m，主桥长345 m，边跨设一个辅助墩.斜拉索按单索面布置，每个索面布置两根斜拉索.其中边跨布置8对索，主跨布置15对索；边、主跨索距均为12.0 m[2]，结构布置如图1所示.厦门属亚热带海洋性季风气候，7～9月温度高，日照时间长，由于在钢箱梁未铺装前表面完全暴露在太阳直射下，导致钢箱梁温度变化很大[3].通过现场实测温度得到：在中午，钢箱梁最高温度达到43 ℃，早中温差可达20 ℃，这将引起斜拉索索力和钢箱梁的变形发生很大的变化，本文以马新大桥为工程背景，对由温度所引起的拉索索力和钢箱梁的变形发生的变化进行详细研究[4-6].采用桥梁专业工程软件MIDAS/CIVIL建立有限元模型[7-8]，全桥建立共154个节点和153个单元，塔、梁和墩采用梁单元来模拟，46根拉索采用只受拉桁架的单元模拟计算，有限元模型见图2.根据马新大桥现场实测温度数据可知，当砼温度升高3 ℃，钢箱梁温度升高5 ℃，混凝土桥面最高温度为33 ℃时，钢箱梁温度高达43 ℃.本次温度荷载共分五个，分别为：砼21 ℃，钢23 ℃；砼24 ℃，钢28 ℃；砼27 ℃，钢33 ℃；砼30 ℃，钢38 ℃；砼33 ℃，钢43 ℃.并以单元温度荷载形式加载到有限元模型. 2.1 索力变化通过精细有限元模型计算，各个工况下索力值和索力变化如表1所示.从表1可知随着温度的升高，全桥23对索索力均发生不同程度的变化，当砼温度升高3 ℃，钢温度升高5 ℃时，拉索M15处索力变化最大，23对索力变化曲线如图3所示，砼达到33 ℃，钢为43 ℃时，M15索力变化值为252.24 kN，可高达原有索力的7.74%.2.2 钢-砼组合桥标高变化通过精细有限元模型计算，各个工况下索力值和索力变化如表2所示.从表2可知随着温度的升高，全桥标高均发生不同程度的变化，当砼温度升高3 ℃,钢温度升高5 ℃时，拉索M10处标高变化最大，全桥23对拉索梁端位置标高变化曲线如图4所示，砼达到33 ℃,钢为43 ℃时，M10标高变化值为74.76 mm.根据马新大桥实测温度变化，建立精确的有限元模型，温度荷载分五个工况并以单元温度荷载形式加载到有限元模型，每个工况以砼温度升高3 ℃，钢箱梁温度升高5 ℃变化，经过精确的理论计算，比较了各个工况下钢-砼组合桥的23对索力和变形结果，分析表明：1) 随着温度的升高，全桥23对索索力均发生不同程度的变化，当砼温度升高3 ℃，钢温度升高5 ℃时，拉索M15处索力变化最大，当砼达到33 ℃，钢为43 ℃时，M15索力变化值为252.24 kN，可达到原有索力的7.74%.2) 随着温度的升高，全桥标高均发生不同程度的变化，当砼温度升高3 ℃,钢温度升高5 ℃时，拉索M10处变形最大，当砼达到33 ℃,钢为43 ℃时，M10处变形高达74.76 mm.3) 在现场实测索力和钢箱梁铺装时应避免在温度变化较大的时间进行，以减小实测索力与真实值的误差和钢箱梁由温度引起的变形，提高实测索力的精确度和钢箱梁铺装的耐久性.【相关文献】[1] 刘金秋.斜拉桥施工工程中间索力的确定及其影响因素[D].大连:大连理工大学，2004.[2] 詹铠臻.独塔单索面钢：砼混合梁斜塔斜拉桥施工监控研究[D].兰州：兰州交通大学，2013.[3] 李学文.混合梁斜拉桥施工过程中温度变化对斜拉索索力的影响[J].公路与汽运,2012(1):159-164.[4] 蔡仕强.大跨径钢箱梁斜拉桥温度效应研究[D].西安：长安大学，2010.[5] 孙建渊，尹成章.大跨度部分斜拉桥施工控制温度效应影响研究[J].城市道桥与防洪，2014(9)：207-211.[6] 卜一之，岳章胜.温度场对斜拦桥施工过程力学行为的影响[J].中外公路，2008(6)：95-98.[7] 项海帆，张士铎，杜国华.高等桥梁结构理论[M].北京：人民交通出版社，2001.[8] 葛俊颖.桥梁工程软件midas civil使用指南[M].北京：人民交通出版社，2013.。
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温度梯度及铺装层厚度对钢-混组合梁桥的受力影响
作者：窦辉
来源：《中国科技纵横》2019年第01期
摘要：钢-混组合梁桥是由钢、混凝土两种材料通过抗剪连接件连成整体。
与单一材料结构的桥相比，组合梁桥因其材料间性能的差异及独特的连接方式，使其在荷载作用下结构受力复杂。
为此本文以某三跨连续钢-混组合梁桥为例，借助midas civil有限元软件，计算分析其在不同铺装层厚度及中、美、欧温度梯度规范下，结构受力大小及变化规律。
结果表明：中、美规范下不同铺装层厚度，正、负温度梯度下工字钢均为主要受力构件，承受最大的拉、压应力;混凝土拉应力效应对负温度梯度敏感，在负温度梯度下拉应力较大，压应力则之相反;三种规范相比，美国规范四个区域中温度效应产生的应力均小于材料的容许应力，而中、欧规范则有出现混凝土拉应力超过其容许应力，桥面板可能出现开裂;与结构自重产生的应力相比，铺装层引起的结构应力及温度效应产生的应力均不容忽视。
关键词：钢-混组合梁桥;抗剪连接件;温度梯度;容许应力
中图分类号：U441 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）01-0115-04
钢-混組合梁桥充分利用了混凝土、钢材的力学性能，再加上对施工要求较低、结构较轻等优点，组合梁桥在桥梁工程建设中被大量采用。
桥梁结构受力不仅受结构型式、材料自重等影响，同时也受到环境温度变化对它的影响。
而组合梁桥材料导热性能的差异，使构件间温度场分布差异较大，结构受力更加复杂[1-3]。
对于桥梁温度场的研究，科研工作者进行了大量的研究，至今已取得较大成果[4-10]，各国也制定了相应的温度规范及标准[11-13]。
钢-混组合梁桥结构的特殊性，结构温度效应更加不容忽视，加大对其研究具有十分重要的意义。
卢傲[14]等人研究发现，应重视梯度温度效应对桥面板的影响;王达[15]等人研究分析钢桁架梁钢混组合结构桥面系温度梯度效应，发现组合梁桥桥面系竖向温度效应明显，应力较大不容忽视;陈彦江等[16]人通过对钢-混组合梁桥温度场及温度效应的研究发现，混凝土桥面与钢梁接触部位温度场差别较大，实测温度拟合得到的温度梯度与我国规范相差较大。
材料密度及导热性能直接或者间接的都会对结构的应力产生影响。
本文以某三跨连续钢-混组合梁桥为例，选用不同厚度沥青混凝土作为桥面铺装层，应用限元软件midas civil分析计算不同铺装层厚度材料自重及中、美、欧温度梯度规范下对结构应
力大小及变化。
并分析不同规范下结构应力间的关系与差别，为钢-混组合梁桥铺装层厚度及设计规范的选取提供一定的参考。
1 中、美、欧温度梯度规范模型及取值
1.1 中国温度梯度规范
目前，国内在计算分析钢-混组合梁桥温度效应时，通常选用JTG60-2004《公路桥涵设计通用规范》[11]，其温度梯度模型及取值分别如图1、表1。
钢-混组合结构与混凝土结构，其负温梯度值为正温度取值的-0.5倍。
对混凝土结构，当梁高A≥400mm时，A=300mm;梁高A
1.2 美国规范
美国AASHTO规范[12]将本国的温度梯度划分为四个区域，温度梯度模型图2。
其中混凝土结构和钢-混组合结构的正温度梯度取值如表2。
负温度梯度分两种情况：桥面混素混凝土则取正温度值的-0.3倍;桥面为沥青混凝土则为正温度值的-0.2倍。
温度值T3一般取0℃。
1.3 欧洲规范
欧洲BS EN 1990：2002[13]规范，对于钢-混组合结构混凝土及桥面铺装层均等温分布，负温度为-10℃，正温度为-10℃，且不考虑温度在钢结构上的分布。
温度梯度模型如图3。
2 钢-混组合梁桥受力计算
2.1 模型简介
某三跨连续钢-混组合梁桥，总长125m，桥宽15m。
桥面板采用C50混凝土，桥面板最厚处为0.35m，其余厚均为0.25m。
下主梁共由4根Q345工字钢，工字钢间采用相同类型的钢材横向连接，梁高2.4m。
分析计算是铺装层采用细粒式沥青混凝土，其密度为2400kg/m3。
计算分析分别考虑桥面为混凝土及沥青混凝土铺装层（铺装层厚度变化为5cm～10cm）结构自重、不同规范温度效应下结构的受力情况。
对比分析它们间的关系及规律。
全桥均采用梁单元，共2117个单元，2088个节点。
midas civil全桥模型如图4。
2.2 铺装层重及正、负温度梯度值计算
不同铺装层厚度均采用线性均布加载的方式，其大小如表3。
正、负温度梯度值，按各规范温度梯度计算模型计算，中、美规范采用线性插值的方式求得，温度值如表4～8。
欧洲正、负温度值不随铺装层厚度变化，分别为10℃，-10℃。
2.3 钢-混组合梁结构应力计算分析
运用midas civil有限元软件计算上述各荷载作用下，钢-混组合梁桥各结构应力的变化情况，以及它们之间的关系、差异。
由表9可知，钢-混组合梁桥在主体结构自重作用下产生较大的应力，且工字钢为主要的受力构件。
同时随着沥青铺装层厚度的增加，结构整体产生的应力也增大。
同时发现混凝土桥面板在铺装层厚度为10cm时，其产生的拉应力较大;表10的中国规范下结构的温度效应发现，在负温度梯度下组合结构中混凝土产生的拉应力较大，当桥面为混凝土时其最大拉应力达到2.266Mpa超过C50混凝土容许拉应力;美国4个区域温度规范下的温度效应产生的应力均小于材料的容许应力，且四个区域中均显示钢结构拉应力比压应力对负温度梯度较敏感，且钢材应力分布较均匀;表15发现，在欧洲负温度梯度作用下，混凝土桥面板只产生拉应力，且其超过混凝土的容许应力，而钢结构同时产生拉压应力。
同时有欧洲规范正、负温度梯度的分布特点，使得各结构的应力呈现等大相反的关系。
由中、美、欧三种温度规范计算分析不同铺装层厚度下产生的应力变化发现，结构的温度效应与温度大小呈现。