[发明专利]组合板梁桥温度梯度模式评价方法

说明书

一种组合板梁桥温度梯度模式评价方法，在组合梁桥的混凝土顶板和钢腹板上布置温度测点并采集温度，将采集获得的组合梁桥温度进行分析，作出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到横向温度梯度曲线；将得到的温度梯度曲线简化成折线，为温度梯度模式；得到竖向温度梯度模式钢腹板各折点的日极值温差值和横向温度梯度模式混凝土顶板各折点的日极值温差值；对组合梁桥的混凝土顶板和钢腹板各个折点的日极值温差值进行统计分析，得到温差概率分布直方图，再对直方图进行概率拟合，得到日极值温差概率密度函数；最后通过步骤(6)计算不同重现期无铺装和铺装后钢箱梁的温差标准值，并得到温差标准值的建议值。

技术领域

本发明属于桥梁温度检测技术领域，具体涉及到一种组合板梁桥温度梯度模式的评价方法。

背景技术

桥梁结构处于自然环境中，不可避免的受到大气温度和太阳辐射的影响，影响桥梁结构内部的温度分布，产生温度梯度。对于大跨度钢桥，由于钢材的导热性能好，对温度变化比较敏感，作用于桥梁结构中的温度荷载会造成结构的变形，改变结构的标高，同时会产生附加应力，最终对桥梁结构造成损伤，因此需对钢桥中的温度荷载进行研究。而桥梁结构的温度荷载表现出来便是桥梁中随时间变化而变化的温度场，所以，为分析温度效应对桥梁结构的影响，首先需对桥梁的温度场分布进行研究。

桥梁结构上的温度作用分为均匀温度作用和梯度温度作用。梯度温度作用又可分为竖向温度梯度作用和横向温度梯度作用。温度梯度作用在桥梁结构上会引起温度自约束应力，即结构内部纤维间温度不同，产生的应变差受到纤维间相互约束而引起应力。桥梁结构在日照作用下产生显著温度效应的现象最早于20世纪50年代由前联邦德国学者发现。近几十年来，国内外都发生了由温度应力导致桥梁结构发生严重损坏的事故。国内外学者对桥梁结构温度作用的早期研究均集中于混凝土桥梁，提出了一系列研究方法并取得了一些研究成果。

随着钢桥在桥梁建设中的日益广泛使用，针对我国钢桥温度梯度的设计规范条文亟待形成，然而我国幅员辽阔，各地区气候差异较大，钢桥形式多样，温度影响因素众多，通过实测所取得的温度数据有限，不足以形成规范条文，因此对钢桥温度场迫切需要开展广泛而深入的研究。

我国现行的《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)规定的温度梯度模式参照美国AASHTO规范而得，且只给出了铺装后混凝土梁与钢-混组合梁的日照温度梯度。同时，我国现行的《铁路桥梁钢结构设计规范》对组合板梁温度梯度取值没有进行规定。工程设计一般参照英国桥梁规范BS-5400对结构温度效应进行估算，但由于日照、气象、地理环境等影响桥梁结构温度分布的外在环境因素的不同，BS-5400温度梯度曲线不一定适用于中国的桥梁结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种组合板梁桥温度梯度模式评价方法。目的在于得到适用于我国组合板梁桥温度梯度模式。

本发明的技术方案是由以下步骤实现的：

(1)在组合梁桥的混凝土顶板和钢腹板上布置温度测点并采集温度，每次采集时间间隔为2～5分钟。

(2)将采集获得的组合梁桥温度进行分析，找出钢腹板下翼缘各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，以温度为横坐标，腹板测点间的距离为纵坐标，作出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到竖向温度梯度曲线；找出混凝土顶板各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，以温度为横坐标，混凝土顶板测点间的距离为纵坐标，作出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到横向温度梯度曲线；

(3)将得到的温度梯度曲线简化成折线，为温度梯度模式。

(4)得到竖向温度梯度模式钢腹板各折点的日极值温差值和横向温度梯度模式混凝土顶板各折点的日极值温差值。

钢腹板各折点日极值温差值为各折点处测点温度值减去钢腹板测点最低温度值，混凝土顶板各折点的日极值温差值为混凝土顶板各折点处测点温度值减去混凝土顶板测点最低温度值。