高原高寒地区“上”形钢-混凝土组合梁的竖向温度梯度模式

以青海省海黄大桥为工程背景, 建立了考虑气象参数的组合梁温度场有限元分析模型, 采用实桥测试数据对模型进行了验证; 分析了“上”形组合梁四季竖向温度分布, 给出了升温和降温时竖向温度梯度简化模式, 研究了太阳辐射强度、气温和风速等气象参数对温差的影响规律, 采用极值统计方法给出了50年一遇气象参数代表值下不同沥青混凝土铺装厚度的“上”形组合梁最不利竖向温度梯度模式。研究结果表明: 在日照升温和夜间降温过程中, 组合梁竖向温度梯度模式不同; 升温过程中最大温差出现在14:00, 温度梯度模式可简化为“顶部5次抛物线”加“底部折线”的形式, 顶部温差受沥青混凝土铺装厚度影响较大, 当铺装厚度分别为0、50、100、150mm时, 顶部温差极大值分别为23.8℃、31.7℃、24.1℃、17.4℃, 底部温差极大值可取5.1℃; 降温过程中最大温差出现在2:00, 温度梯度模式可简化为“顶部双折线”与“底部等温段”的形式, 顶部温差受沥青混凝土铺装厚度影响较大, 当铺装厚度分别为0、50、100、150mm时, 顶部温差极小值分别为-12.2℃、-8.2℃、-5.0℃、-2.9℃, 底部温差极小值可取-16.4℃; “上”形组合梁竖向温度梯度受气象参数的影响, 温度与太阳日辐射总量和气温基本呈线性关系, 而与风速表现出非线性关系; “上”形组合梁升温梯度模式与美国AASHTO规范接近, 但顶部温差取值较美国AASHTO规范高1.7℃, 降温梯度模式与欧洲规范接近, 但底部温差较欧洲规范低8.4℃, 故本文给出的温度梯度模式更为不利。