温度应力分析资料

根据实测资料比较分析，可用单室箱梁的温差分布图
式来分析双室与多室箱梁。 双室与多室箱梁横向的温差分布规律和数值，均与单 室箱梁类同。这也是由对实测温差荷载资料进行分析 后得出的。
§6.2.2 温度应力分析
3、规范的温差荷载图式 英国BS规范关于温度荷载的规定，是国外关于桥梁结 构温度荷载规定中最为
不管哪方面，横向温差应力计算应分成横向自约束应力 和横向框架应力两部分。 1）板厚范围内非线性温差的自约束应力 箱梁各板在板厚范围内的非线性温差荷载有两种情况： 日照引起的沿梁高、宽两个方向的温差分布，在板厚
范围内的非线性分布荷载；
寒流降温在板厚范围内的非线性分布荷载。 自约束应力的分析方法同纵向自约束应力
0
与
§6.2.2 温度应力分析
2）纵向外约束应力 截面自约束作用，桥梁构件将发生变形 当结构为超静定时，多余约束将引起内力及应力
（2）横向温差应力
T型与Π型梁一般不考虑横向温差应力问题
箱梁横向温差应力计算有两个方面：
与日照温差荷载对应的温差应力；
与寒流降温温差荷载对应的温差应力。
§6.2.2 温度应力分析
§6.2.2 温度应力分析
以上应变差产生的自约束应变为：
( y) T ( y) ( y) T ( y) ( 0 y)
自约束应力为：
( y) E ( y) ET ( y) ( 0 y)
截面自约束应力处于自平衡状态 利用 N 0 ， M 0 可解得
计算内容
§6.2.2 温度应力分析
3）温差荷载效应分析也与桥梁类别相联系
公路箱梁桥的桥面较宽，顶板完全敞开，顶、底板厚 度相差较大，横截面竖向温差比铁路桥要大。 公路箱梁的竖向温差在25℃以上，在竖向和横向温差 荷载的共同作用下，顶板内表拉应力约达到2~3MPa。
如横向没有预加应力和足够的温度钢筋，势必导致箱
§6.2.2 温度应力分析
1）纵向自约束应力 设梁高由温差产生的自由应变为：
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式中
—材料的线膨胀系数；
T ( y) T ( y)
T ( y )—沿梁高的温差分布，原点在梁底方向向上。
根据平截面假定，实际应变为：
( y) 0 y
式中
0—梁底处的应变；

—截面处微段的曲率。
§6.2.2 温度应力分析
2）箱梁横向框架约束应力 框架约束应力计算方法与纵向外约束应力计算方法相似
横向框架计算简图
横向温差应力由横向自约束应力和框架应力叠加而成。
§6.2.2 温度应力分析
5、关于桥梁上部结构温差荷载效应的讨论 1）温差荷载分析与构件组成相联系 钢梁—混凝土桥面板结合梁、钢管混凝土拱肋等 2）温差荷载效应分析与结构体系特性相联系 传统拱桥、梁拱组合体系桥、斜拉桥等，都有特殊的
§6.2.2 温度应力分析
因受寒流降温影响，箱梁各板壁厚度方向的温差分布 可按下式计算：
T ( y) T 0e
式中
cy
c —指数系数（一般
取12，y以米计）；
T 0 —箱梁壁板的负温
差（一般可取
单室箱梁降温温差分布
-10℃）。
§6.2.2 温度应力分析
（2）多室箱梁的温差荷载 多室箱梁的竖向温差分布规律与单室箱梁基本一致， 唯中腹板的温度变化较小，竖向温差分布略有差别。
c x x
式中： T0 y
—箱梁顶、底的温差（一般取值约为15℃，
仅计算竖向温差时取约20℃）；
§6.2.2 温度应力分析
T0 x— 箱梁两外侧腹板的温差（一般取值约为 15 ℃ ）；
cx 、 y c —指数系数（一般取7，仅考虑竖向温差时 y c
取5，x、y以米计）。
单室箱梁温差分布 (a)沿梁高温差分布 (b)沿梁宽温差分布
梁顶板混凝土开裂。
§6.2.2 温度应力分析
6.2.2.2 桥梁墩柱的温差荷载与温差应力 1、壁板式柔性墩温差荷载 因日辐射和气温变化作用而产生的温差应力，往往成 为设计的控制因素。 因日辐射和气温变化作用产生的温差荷载，有这样三 种情况：
§6.2.2 温度应力分析
6.2.2.2 桥梁墩柱的温差荷载与温差应力 1、壁板式柔性墩温差荷载 因年温变化，上部结构发生伸缩变形，在柔性墩上 产生的温度荷载； 因日辐射温度变化，在墩身产生的温差荷载；
详细的。考虑了气温、
太阳辐射、逆辐射等每
日和季节变化的因素。
BS规范T型、Π型梁沿
梁高方向的温差分布
§6.2.2 温度应力分析
我国公路桥梁规范（1985）规定T型、Π型梁桥面板与
其它部位的温差分布为5℃（矩形图式，升温）。 其它国家规范中也有按沿顶板厚度方向线性温差分布。 我国铁路桥梁规范规定同本书介绍。
§6.2.2 温度应力分析
e
d
- Co y
ey
y
e
T型与Π型桥梁的温差分布与应变
6- 5
§6.2.2 温度应力分析
2、箱型桥梁温差荷载 （1）单室箱梁的温差荷载 在日照升温、降温等因素作用下，单室箱梁沿桥长方 向的温度分布可认为一致，沿梁高与沿梁宽的温差分 布可简化为：
cy y
T ( y ) T0 y e T ( x) T0 x e
§6.2.2 温度应力分析
4、温差应力 假定沿梁长方向温度分布均匀，断面局部变化引起的 微小温差分布的差别可略去；
假定混凝土均质、各向同性，开裂之前符合弹性变形
规律；平截面假定仍然适用； 可采用叠加原理组合多向温差荷载状态下的温差应力。 （1）桥梁纵向温差应力
以沿梁高方向温差荷载为例进行温差应力分析。
§6.2.2 温度应力分析
6.2.2.1 桥梁上部结构的温差荷载与温差应力 1、T型与Π型桥梁的温差荷载 在日照作用下，T型与Π型梁底部的很小温差分布和肋
板水平方向的温差一般被略去，温差分布近似地简化
为一支单向温差分布曲线
式中：
—梁顶、底的温差（一般取值约20℃）；
—指数系数（一般取为5，以米计）。
§6.2.2 温度应力分析
• 英国BS规范中的箱梁顶板温差分布
升温
§6.2.2 温度应力分析
降温
§6.2.2 温度应力分析
我国公路桥梁规范（ 1985 ）中规定升、降温的温差分
布仅限于箱梁的顶板部分，采用矩形分布图式。 我国铁路桥梁规范关于箱梁温差荷载如前介绍。 其它国家规范还有沿梁高线性变化的温差分布图式， 此不赘述。