橋梁建設論文發表期刊推薦《重慶交通大學學報》，《重慶交通大學學報》（自然科學版）由交通部主管、重慶交通大學主辦的國內外公開發行的學術性雙月刊。國際刊號ISSN：1009-9794；國內刊號CN： 50-1138/C。創刊于1982年，面向國內外公開發行的學術性刊物，2007年更名為《重慶交通大學學報（自然科學版）》（以下簡稱《學報》）�！秾W報》主要刊登我國公路、水路交通運輸方面生產科研的最新成果，為振興我國公路、水路交通運輸事業發揮了重要作用。

　　摘要：本文以成橋狀態下的馬嶺河大橋（斜拉橋）為工程背景，通過考慮整體溫差、主梁日照溫差、主墩兩側溫差、索梁溫差，分析溫度對斜拉橋成橋狀態的影響。研究表明：整體溫差、索梁溫差對主梁內力、位移和索力影響較大，而主梁日照溫差、主墩兩側溫差對主梁內力、位移、索力影響較小。

　　關鍵詞：雙塔,斜拉橋,成橋狀態,溫度,內力,位移,索力

　　0引言

　　斜拉橋合理成橋狀態一般主要考慮了施工過程、二期恒載和混凝土收縮徐變等的影響，而對成橋后的溫度影響則未予考慮。而整體溫差、主梁及橋塔日照溫差和索梁溫差是斜拉橋成橋狀態溫度的主要影響影響。因此應對其他荷載和影響因素進行分析以確定斜拉橋成橋狀態后,從而保證大橋結構在各種荷載組合下是安全可靠的。目前有人對斜拉橋成橋合理狀態的影響因素其溫度進行了研究[1-6]，但還不夠完善。因此，本文主要從溫度對成橋狀態的影響作分析，以馬嶺河特大橋360m主跨斜拉橋為背景,分析溫度對其成橋狀態的影響程度，為大橋設計提供參考。

　　1橋梁概況

　　馬嶺河特大橋主橋橋跨布置：155+360+150m為預應力混凝土斜拉橋。8號塔墩處主梁與主塔通過下橫梁實行臨時固結，9號塔墩處主梁與主塔通過橋塔下橫梁實行永久固結，施工完成后形成半漂浮體系。大橋設計速度為80km/h；橋面寬度：主橋24.5+2×1.3（布索區）=27.1m。本橋設計標準規定的溫度效應：全橋計算取體系升溫20℃，體系降溫20℃，主梁按《公路橋涵設計通用規范》（JTGD60-2004）第4.3.10條規定的梯度溫度變化模式效應計算。橋面板表面溫度取14℃，橋面板以下10cm處的溫度取5.5℃；主塔兩側溫差±5℃；索梁溫差±10℃。

　　圖1大橋整體布置圖（單位：m）

　　2溫度影響因素分析

　　影響溫度的主要兩部分為年溫差影響和局部溫差影響。氣溫隨季節發生周期性變化對橋梁的影響,即為年溫差影響；而日照溫差或混凝土水化熱等影響為局部溫差影響。

　　2.1整體溫差

　　結構從同一基準溫度出發變化到另一溫度，結構中所有構件具有相同的變化量，即為整體升溫。大氣溫度的變化是引起整體溫差的主要原因，主要包括一天中大氣溫度變化和季節大氣溫度變化。根據本橋氣象資料，結構體系溫差取±20℃。

　　2.2主梁日照溫差

　　主梁日照溫差是指主梁從同一基準溫度出發,從主梁梁頂到主梁梁底的溫度變化量不一致而形成的主梁沿豎向的溫度梯度，一般假定溫度沿豎向呈線性變化。主梁梁頂和梁底的位置不同，致使日照作用下受光表面與構件內部呈現出較大的溫度梯度，從而引起主梁溫度梯度。結合本橋氣象資料，主梁按《公路橋涵設計通用規范》（JTGD60-2004）第4.3.10條規定的梯度溫度變化模式效應計算。橋面板表面溫度取14℃，橋面板以下10cm處的溫度取5.5℃。

　　2.3主塔日照溫差

　　橋塔日照溫差是指主塔從同一基準溫度出發，橋塔在縱橋向的兩個側面具有不同的溫度變化量而形成的主塔縱橋向的溫度梯度，一般假定溫度沿縱橋向呈線性變化。主塔沿兩個側面的位置不同，導致橋墩所受日照的陽光強度也不同，是引起橋塔溫度梯度的主要原因。

　　2.4索梁溫差

　　索梁溫差是指混凝土斜拉橋結構從同一基準溫度出發，因斜拉索和主梁具有不同的溫度變化量，從而使斜拉索與主梁變化到不同的溫度。一般對于混凝土斜拉橋而言，由于斜拉索是由鋼絞線制成,橫截面較小,溫度敏感程度較高，而主梁溫度場分布復雜，橫截面較大以及混凝土導熱系數較小，所以在日照溫度作用下,主梁溫度變化總是滯后于斜拉索的溫度變化,從而引起較大的索梁溫差。依據本橋氣象資料，考慮索梁溫差10℃進行計算。

　　3模型計算

　　馬嶺河特大橋的溫度影響主要分為整體溫差影響、橋面日照影響、橋塔日照影響和索梁溫差影響。

　　本文計算模型采用有限元計算軟件MIDAS/CIVIL2011建立，主梁節點609個，主梁單元428個，斜拉索單元178個。將整體溫差影響、橋面日照影響、橋塔日照影響和索梁溫差影響分作四種工況，分別計算對馬嶺河特大橋內力和位移的影響。主梁內力控制截面主要選取兩邊跨最大正處，兩塔塔梁交接處，中跨四分之一、中跨跨中、中跨四分之三共7個位置，MIDAS模型如圖2所示。

　　圖2大橋MIDAS模型圖圖3四種工況下的位移變化曲線圖（單位：m）

　　通過計算分析可得出四種工況下的位移變化曲線圖3。其應力變化比較如表1所示。

　　四種工況作用下的索力增量如圖4~圖7所示。

　　圖4整體溫差作用下的索力增量圖圖5主梁日照溫差作用下的索力增量圖

　　圖6主墩日照溫差作用下的索力增量圖圖7索梁溫差作用下的索力增量圖

　　1.26MPa；索力整體增量較大，兩邊跨跨中索力較小，中跨跨中和根部截面索力較大，最大值為-107.42kN，因此對成橋狀態的影響很大。

　　主梁日照溫差對主梁位移變化較小，最大位移變化量僅為5.08mm，且基本趨勢是整體向上撓；而應力變化較均勻，全截面上下緣均出現受拉狀態，最大拉應力出現在中跨四分之三截面下緣，為0.51MPa；而對索力影響較小，整體索力增量都很小。

　　主塔日照溫差對主梁的位移影響較小，最大位移變化量僅為5.22mm，兩邊跨位移均向下，跨中位移向上；主梁全截面應力均較��；索力增量也均很小。

　　索梁溫差對主梁位移變化最大，其中在中跨跨中主梁下撓變形達84.39mm；對塔梁固結處9#墩位置主梁的應力影響最大為-1.19MPa，而對8#塔位置主梁的應力影響較小，僅為-0.61MPa；索梁溫差對斜拉索索力總體減小，在塔根處影響最大，達-119.69kN。

　　4結語

　　通過理論計算分析得出：溫度對成橋狀態的影響是很大的，尤其是索梁溫差致使塔梁固結處應力達-1.19MPa，主梁中跨跨中變位達-84.39cm，塔根部最大索力達-119.69kN。整體溫差、索梁溫差對主梁標高和應力的影響較大，而主梁日照溫差、橋塔日照溫差對主梁標高和應力影響相對較小，且影響規律各有所不同。因此混凝土斜拉橋在確定成橋狀態時應綜合考慮溫度因素，合理地選取主梁應力的控制條件，以及合理預抬主梁標高，從而保證斜拉橋成橋狀態在各種因素綜合影響下線形平穩、結構安全可靠。

　　參考文獻：

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