混凝土桥塔非线性温度场分布特性研究

摘要

非线性温度场在上部结构以及小尺寸墩柱中的研究与应用较为成熟,对于大尺寸缆索桥梁的桥塔构件研究则较少,而我国设计规范中对桥塔温度荷载都局限于整体温差,对于由于日照等因素引起的沿塔壁厚度方向温度场分布特性尚未考虑.本文采用环境温度与辐射条件实测数据,以有限元模拟的方式,对典型的四边形及五边形桥塔截面在典型的夏季日照环境以及冬季寒潮环境影响下的温度变化规律进行研究,并对平均环境温度以及昼夜温差两个关键因素的影响规律进行研究.研究表明,对于多边形截面,其温度变化规律较为相似,非线性温差主要集中于壁面以下20cm区域内,夏季日照的不均匀性会导致各壁面之间产生显著温差效应,壁面的正温度梯度与负温度梯度高于经验取值,在桥塔设计中应予以考虑.