长江下游地区倒Y形混凝土桥塔的三维日照温场及其效应

以长江下游某大跨斜拉桥的倒Y形混凝土桥塔为例,基于传热学、气象学和计算机几何图形学等理论,建立倒Y形混凝土桥塔的三维日照温度场及其效应的有限元模型,对桥塔的三维日照温度场及其效应进行研究。研究结果表明:桥塔南北塔壁和东西塔壁的外表面最大温差分别可达13.1℃和10.4℃,超过规范的推荐值(推荐值为±5℃);东南西北各塔壁沿壁厚方向上的最大温差分别可达14.5,18.2,16.8和7.8℃,且温度沿壁厚方向近似呈指数形式分布,北塔壁和其他三面塔壁的衰减系数分别处于3.1~3.5和4.1~5.0之间;桥梁走向为南北时,塔顶纵横桥向的最大位移分别可达132.3 mm和8.7 mm,桥梁走向为东西时,塔顶纵横桥向的最大位移分别可达51.4 mm和25.7 mm;不论桥梁走向是东西还是南北,桥塔纵桥向和横桥向的温度应力均超过C50混凝土的抗拉强度设计值1.83 MPa,与其他荷载组合时可能会使桥塔开裂,故建议在塔壁内外表面以及截面突变部位多布置一些钢筋或钢筋网片。

长江下游地区倒Y形混凝土桥塔有效温度的预测与极值估计

基于1年多的实测温度和气象数据,使用统计学和极值分析等理论,对长江下游某大跨斜拉桥倒Y形混凝土桥塔有效温度变化规律、预测方法以及极值进行了分析研究.结果表明:桥塔有效温度近似以年为周期呈正弦式变化,并在2.0~31.3℃之间波动;桥塔日最高和最低有效温度分别主要发生于22∶00—00∶00和10∶00—12∶00之间,桥塔日最高有效温度的发生时间与日最高气温相比滞后6.5 h左右,桥塔日最高有效温度的发生时间与日最低气温相比滞后4.5 h左右;桥塔的日最高和最低有效温度均与连续6 d平均日最低气温的相关性最大,相关系数分别可达0.982和0.981,故使用连续6 d平均日最低气温能对桥塔日最高和最低有效温度进行较为准确的预测;桥塔最高和最低有效温度的50年一遇标准值分别为38.65和-1.84℃,100年一遇标准值分别为39.61和-2.69℃.