钢-混凝土组合梁桥的温度梯度作用——地域差异与等值线地图

摘要

为研究组合梁桥温度梯度作用取值的地域差异性,搜集了全国839个气象站的长期历史气象数据,建立了全国91个辐射气象站(有太阳辐射历史数据)太阳辐射预测的Bahel模型,补充了748个常规气象站(无太阳辐射历史数据)各23年的太阳日辐射总量数据。在这些气象数据的基础上,提出了温度作用代表值等值线地图的“逐层绘制法”,该方法首先采用有限元温度场长期计算和气象相关性经验公式分别得到91个辐射气象站和748个常规气象站的温度作用样本数据,随后基于广义帕累托分布(GP分布)的超阈值模型求得各气象站的温度作用代表值,最后,采用空间插值方法绘制各温度作用代表值的等值线地图。采用上述方法,绘制了组合梁桥温度梯度升温模式1、升温模式2和降温模式中各温差代表值的等值线地图。研究结果表明:Bahel模型在中国范围内具有很好的适用性,可用于太阳辐射数据的准确预测和补充;中国组合梁桥各温差存在显著的地域差异性,最大可达到27.89℃,若在一个较大的区域内选取一恒定温差作用取值会明显低估了这种地域差异性;“逐层绘制法”概念清晰,操作方便,是进行温度作用等值线地图绘制的有效方法;所绘制的50年回归期温差代表值等值线地图,可用于全国范围内组合梁桥温度梯度作用的准确取值,所提供的温差数据具有概率统计意义,较现行规范更能满足极限状态设计法的基本要求,对于中国组合梁桥的精细化设计和规范体系的补充具有重要价值。