张靖皋长江大桥日照作用下组合结构桥塔温度效应研究

来源：中国血液净化杂志2024年第7期北京时间：

作者：刘宇飞, 张寒硕, 王仁贵, 魏乐永, 聂鑫, 樊健生

单位：1. 清华大学　土木工程系，北京　100084","2. 清华大学　土木工程安全与耐久教育部重点实验室，北京　100084","3. 中交公路规划设计院有限公司，北京　100088

摘要：<p>温度效应对于桥梁结构安全使用具有重要影响，也经常成为组合结构桥梁设计中的控制因素。为探究桥塔在服役阶段受到的日照温度效应影响，推动组合结构桥梁设计方法进步，以张靖皋长江大桥钢箱-钢管约束混凝土桥塔为例，对其开展试验与模拟研究。首先，开展桥塔结构缩尺模型暴晒试验，测量晴朗天气下的结构关键位置温度与脱空结果，得到该结构在日照辐射作用下的温度场基本分布与变化规律，并通过有限元温度场计算方法模拟再现了暴晒试验中的温度结果。试验结果表明：外部钢箱对内部的受力结构起到了温度保护效应，避免了日照导致的钢管混凝土界面脱空，有限元计算结果与试验数据基本吻合，从而验证了有限元分析方法的有效性。其次，建立实际索塔结构的整体模型，分析并提取了实际结构在夏至日和冬至日的日照轨迹、温度时程与温度分布结果，并对截面两侧的温度差值进行了双因素的综合敏感性分析。结果表明：在一天中随着日照方向的不断变化，桥塔不同方向的钢箱壁板会轮流升温，内部的钢管混凝土结构温度主要与环境温度相关。再次，总结出了钢箱-钢管约束混凝土组合桥塔的温度梯度模式，采用多段折线的方式进行简化分析。最后，基于以上日照温度效应的分析，给出了面向组合结构桥梁设计阶段的几点建议。</p>

关键词：桥梁工程,钢-混凝土组合桥塔,数值模拟,温度效应,日照辐射,温度梯度