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摘要
桥梁结构长期暴露在复杂的自然环境中，在太阳辐射、大气温度波动等多种因素的综合作用下，结构内部会产生显著的非均匀温度分布。本文以波形钢腹板组合箱梁为研究对象，对其日照温度场分布特点开展实验研究，揭示了波形钢腹板组合箱梁日照非均匀温度场的分布规律及时变特性。试验中测点的温度变化均以日为周期进行波动，其变化周期与变化趋势与大气温度基本一致。波形钢腹板组合箱梁表现出了明显的非均匀温度分布，箱梁北侧和南侧腹板的竖向温度梯度分别可达12.8 ℃和12.1 ℃。建立了波形钢腹板组合箱梁日照温度场三维数值仿真模型，并利用温度试验数据对该模型的准确性进行了验证。所有测点数值模拟结果与实测结果的平均误差均处于0.6 ℃到1.5 ℃，且最大误差不超过3.6 ℃。基于环境要素模型对波形钢腹板组合箱梁日照温度场的长期变化进行了模拟，得出组合箱梁南侧和北侧腹板的极端竖向温差分别为35.6 ℃和27.8 ℃，该温差值超出了现行组合桥梁规范给出的竖向梯度温度荷载。本研究可为波形钢腹板组合箱梁的结构设计以及进一步工程应用提供一定的参考价值。
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单位中南大学; 土木工程学院
