高纬度地区混凝土箱梁温度梯度分析.pdf

7 4 低温建筑技术 2 0 1 3年第 4期( 总第 1 7 8期 ) 高纬度地区混凝土箱梁温度梯度分析 吴春 ， 李金龙 ， 贾艳敏 ( 东北林业大学土木工程学院。 哈尔滨1 5 0 0 4 0) 【 摘要】 通过松浦大桥南岸跨堤段箱梁温度分布试验 ， 观测了一年中不同时间箱梁各测点的温度数据。 分析试验数据得出不同时间箱梁竖向温度梯度模式。5月份箱梁温度梯度最明显。并将 5 月份箱梁竖向温度梯 度与规范值对比， 可供设计参考。 【 关键词】 混凝土箱梁； 温度梯度； 规范值 【 中图分类号】 T U 3 7 5 ． 1 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 — 6 8 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 4 — 0 0 7 4 — 0 2 中国地域辽阔， 纬度范围3 。 5 l N至 5 3 。 3 3 N。由 于纬度影响全国气候差别较大， 桥梁所处环境差别也 较大。不同环境会使混凝土箱梁有不同的温度梯度。 温度梯度会使桥梁产生很大的温差应力， 在大跨度桥 梁 中温差应 力可以达到或超过 荷载产生 的应力 ， 应 引 起足够重视⋯。现行桥梁规范 对混凝 土桥梁只给 出了一种温度梯度模式。用一种温度梯度模式来计 算不同环境中混凝土箱梁的温度效应具有局 限性。 所以， 研究并总结不同地区混凝土箱梁温度梯度分布 规律， 为工程提供参考具有实际意义 。本文以松浦 大桥江南跨堤引桥段为工程依托， 用试验的方法研究 严寒地区混凝土箱梁的温度分布规律。 1 传 感器布 置 试验选用 J M T一3 6 B温度 传感器 测量 箱梁 温度 。 该传感器是一种半导体类 电压型温度传感器 ， 具有精 度高、 稳定性好、 可靠度高的优点。 一 3 0～1 1 0 ~ C的量程 能够满足该试验温度测量范围要求。 试验选取松浦大桥江南跨堤引桥跨中截面为试 验截面。箱梁由于受环境 ， 如 日照、 风、 雨雪等气候条 件影响， 其温度分布呈现三维分布模式。为了更准确 地测量箱梁竖向横向温度梯度分布规律， 试验布置了 较多的传感器。传感器布置示意图如图 1 所示。 图1 跨中截面测点布置图 2 试验数据分析 混 凝土箱梁温度 可 以分 为整体升 温、 整体降温 和 竖向温度梯度、 横向温度梯度。竖向温度梯度会使箱 梁产生纵 向弯 矩。在大 跨 连续梁 桥 中 由温 度梯 度产 生的弯矩会达到或超过活载产生的弯矩 。图2列出 了试验箱梁跨中截面竖向温度梯度分布情况。 置 褪 3 二 ： 《 ～ f u v 』 C ： ： ． l u r I ， 7 ： I ． 测点温度， ℃ 一1 月一 3 月一4 月一5 月 一 7 P l 一 明一 9 月一1 1 月 图2 跨 中截面竖向温度分布 由图 2可看出 ， 不 同时 间箱梁竖向温度分布不同。 在 1 、 3 、 1 1 月梁截面温度分布较均匀 ， 整个截面 温度基 本一致 ， 温度梯 度非 常小 。4 、 5月箱 梁竖 向温度梯 度 较明显。温度梯度分布模式与规范相似。4月份箱梁 顶与距 箱梁顶 3 5 e ra处 温差 为 5 ． 8 ~ C， 5月 份为 1 1 ℃ 。 距箱梁顶3 5 e ra处与距箱梁顶 1 5 5 e ra处温差 2— 3 ℃。 距梁顶 1 5 5 e ra到 距梁 底 2 0 e ra范 围内温 度均匀 分 布。 梁底到距梁底 2 0 e ra范围内温差 1 ℃。 7 、 8 、 9月箱梁竖向温度梯度分布相似。这 3个月 箱梁竖向温度分布可看作 由三段直线组成的折线分 布模式， 从梁顶到距梁顶 3 5 e ra处为第一段 ， 从距梁顶 3 5 e m处到距梁底 3 5 e m处为第 二段 ， 从距梁底 3 5 c m处 到梁底为第三段 。第一段 呈现正 温差 ， 第二段 为温度 均匀分布 ， 第三段呈现负温差。此时周围环境降温较 快 ， 桥面受 日照和环境影响温度升高但是温差比5月 小。桥下由于没有 日照影响， 只受环境降温影响所以 呈现负温度梯度模式。由于此时负温差只有环境影 响引起， 所以数值比较小。在 9月份负温差最大， 梁底 与距梁底 3 5 e ra处温差为 3 ℃。 由此 可看 出试 验箱 梁 ， 5月份梁 截面竖 向温 度梯 度较大。设计时需考虑温度梯度引起的温度效应。 3 试验数据与规范值对 比 试验箱梁 5月份梁截面竖向温度梯度较大 ， 其它 林汪勇等 ： 1 0 0 0 k V变电构架位 移风振 系数研究 7 5 1 0 0 0 k V变 电构架位移 风振 系数研究 林汪勇， 陈寅， 杨彪 ( 中南电力设计院 ， 武汉4 3 0 0 7 1 ) 【 摘要】 以皖南变 1 0 0 0 k V变电构架为背景 ， 基于随机振动理论通过有限元软件计算得到其位移风振系 数， 并与规范方法所得风振系数进行比较， 结果表明 1 0 0 0 k V联合变电构架位移风振系数较单体时有明显的增大， 荷载规范所得风振系数总体来说其对于边塔偏于保守， 而对于中塔偏于危险。 【 关键词】 1 0 0 0 k V变电构架 ； 位移风振系数 【 中图分类号】 T U 3 1 1 ． 3 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 — 6 8 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 4 — 0 0 7 5一 o 2 皖南 1 0 0 0 k V变电站是“ 皖电东送淮南 一上海输 变电工程” 项 目的重要组成部分。建设 1 0 0 0 k V特高 压输变电工程， 为我国经济的健康、 持续发展提供必 要条件。该工程的建设可实现跨大区、 跨流域的水火 互济， 变输煤为输电， 使电网更加可靠 ， 并且 可以引导 电源建设， 使我国的资源开发更为合理。 1 0 0 0 k V变电构架作为特高压输变电工程中最重 要的构筑物之一， 其 自身 的高度、 跨度以及作用的风 荷载等相对于低电压等级的变电构架有显著 的增加。 其高度大、 柔度大的特点， 决定了 1 0 0 0 k V变电构架风 振系数取值的重要性。本文将根据《 建筑结构荷载规 范》 风荷载取值基于随机振动理论来计算 1 0 0 0 k V皖 南变电站变电构架顺风向位移风振系数。 1 理论依据 脉动风荷载谱依据《 建筑结构荷载规范》 所采用 的D a v e n p o r t 谱可推导出结构位移响应谱密度函数为： s 。( ， ∞ )=∑ ( ： ) 1 日 ( ) I S ~iFj ( ) ( 1 ) J l 式 中 ， H( ) 为频响函数 。 经计算可得体系任一空间座标 z处的位移响应 根方差为 ： ．+ ∞ O y ( ) = [ J 一 ∑ ( ) IH ( it o ) l s 叫 ( ) ] ( 2 ) J I 位移风振系数定义为总的位移与平均风压位移 月份较小。因此 ， 只将 5月份梁截面竖向温度梯度分 布与规范值对比， 如图3所示。 宣 恒 温度， ℃ ◆ 跨 中截面 + 1 ， 4 截面— 规范值 图3 跨中截面和规范值温度梯度 由图3可以看出， 规范值温度梯度与跨中截面温 度梯度分布有相似之处但又有所差异。相似之处表 现在， 从梁顶到距梁顶 4 0 c m温度梯度变化模式相同。 温度由高温向低温沿直线变化。规范值与实测值有 两点差异。第 一， 从距梁顶 4 0 c m段到距梁顶 1 5 5 c m 段。在这个范围内规范值温度恒定， 没有温度梯度。 实测值在这一范 围 内有 3 ~ C的温度 梯度 ， 并 按直 线形 式变化； 第二， 从梁底到距梁底 2 0 c m段。在此范围内 规范值没有温度梯度， 实测值有 I ~ C的温度梯度， 并沿 直线变化 。 4结语 试验箱梁 5月份梁截面竖向温度梯度较大， 其它 月份较小； 试验箱梁温度梯度影响范围在从梁顶到距 梁顶 1 5 5 c m范围内， 比规范值温度梯度范围大； 试验 箱梁在从梁底到距梁底 2 0 c m范围内也有温度梯度， 桥梁设计时需要考虑。 参考文献 [ 1 ] 陈全， 王丽娟， 张元海， 诸吕钤． 连续箱梁的日照温差应力计算 研究[ J ] ． 公路交通科技。 2 0 0 9 ， ( 8 ) ． [ 2 ] J T G 1) 6 0— 2 0 0 4 ， 公路桥涵设计通用规范[ s ] ． [ 3 ] 梅竹． 高纬度地区混凝土箱梁桥温度分布分析[ D ] ． 哈尔滨： 东北林业大学 ， 2 0 1 1 ． [ 4 ] 项 海帆． 高等桥梁结构 理论 [ M] ． 北 京： 人 民交 通出版 社 。 2 0 0 1 ． [ 收稿 日期 ] 2 0 1 3—0 1— 0 6 [ 作者简介] 吴春( 1 9 8 7一) ， 男， 山东淄博人， 硕士研究生， 研究方向： 桥梁与隧道工程。