大跨桥梁结构三维日照温度场计算方法

摘要

为了研究桥梁结构的三维日照温度场及其效应,基于计算机图形学理论中的光线跟踪技术和空间剖分技术,提出了三维复杂结构表面日照阴影的快速识别方法,在此基础上又基于传热学理论和有限元理论提出了大跨桥梁结构三维日照温度场的模拟方法.最后以某大跨混凝土连续箱梁桥为例,对该方法进行了验证,并对大跨混凝土连续箱梁桥的三维日照温度场进行了分析.结果表明:大跨混凝土连续箱梁桥的悬臂板并不能为其腹板提供有效遮挡,悬臂板遮挡的影响深度约等于悬臂板长度,在影响深度范围之内腹板表面温度基本呈线性变化,而在影响深度之外温度基本不变;顶板上下表面和底板下表面的温度在桥梁纵向上的温差很小,但底板内表面温度在桥梁纵向上的温差较大,可达5.3℃.该方法可为大跨桥梁结构的日照温度效应的更准确计算提供依据,同时也可对大跨桥梁结构响应中的温度效应进行更精确的分离.