山区小宽跨比悬索桥温度效应分析

张 波，余 果

(1.长沙理工大学土木与建筑学院，湖南 长沙 410114；2.云南省建筑科学研究院，云南 昆明 650223)

山区小宽跨比悬索桥温度效应分析

张 波1，余 果2

(1.长沙理工大学土木与建筑学院，湖南 长沙 410114；2.云南省建筑科学研究院，云南 昆明 650223)

研究了在高山对太阳直接辐射的遮挡情况下小格拉桥的主缆纵桥向温度，并用分段线性函数模拟主缆纵桥向的温度值，计算了整体升温与分段线性升温引起的索力及位移差异。

悬索桥；温度效应；主缆标高；内力

1 工程背景

小格拉桥为双塔简支钢管加劲桁梁悬索桥，桥跨布置为13 m+280 m+10 m，桥梁全长303 m，桥面布置为：净4.5+2×0.5 m(栏杆)，主梁纵向沿跨中设双向0.5%的纵坡；大桥方案立面图如图1所示。

图1 主缆跨中标高与温度曲线

2 整体升温

图2列出了主缆跨中标高与温度曲线。主缆跨中标高与温度呈线性关系。

图2 主缆温度测试图

3 分段线性升温

3.1 小格拉桥主缆测温方案

悬索桥主缆温度测试要求为:一般情况下要求沿索长方向相邻两个测试断面间距离不得超过250 m。小格拉桥主缆总跨径为367.589 m，主缆温度测试断面布置方案如图2所示：全桥共10个测试断面，每个测试断面上取上下左右4个测点。整理数据并绘制了主缆温度实测曲线。

图3 主缆温度实测曲线

图3列出了主缆温度实测曲线。在凌晨0∶00～6∶00主缆温度几乎无变化。6∶00以后主缆温度开始升高。14∶00小格拉桥完全暴露于太阳直直接辐射下，主缆温度达到33 ℃。24∶00主缆温度下降至19.8 ℃。

3.2 主缆纵桥向温差效应

(1)施加温度荷载。

利用分段线性函数来模拟上午10时索股沿纵桥向的温度分布。

设温度沿桥轴方向变化的函数为T(i)

Tj(i)=kj+bj

式中：i为测试断面的索段号；kj为折线斜率；bj为折线截距。

bj取值为之前温度采集的测点数据。测点之间的温度通过线形内插求得。分段线性升温单元温度取值如下：左散索点至L/4处取30.3～29.3 ℃中线形内插取得，kj取常数为-0.106；L/4处至L/2处之间的温度在29.3～27.1 ℃中线形内插取得，kj取常数为-0.18；L/2处至3L/4处之间的温度在27.1～23.3 ℃中线形内插取得，kj取常数为-0.32；3L/4处至右散索点取23.3～22.1 ℃中线形内插取得，kj取常数为-0.06。

了损伤，施工技术人员应先进行除锈处理，而后再采用喷锌等补救方式，来控制损伤的影响范围和深度。

2.3 强化变形控制的针对性

高填方钢波纹管的横纵向变形虽然能够在一定程度上保证结构作用的稳定性，但如果控制不好就会导致钢波纹管涵的耐久性受到影响。为此，施工技术人员应采用具有针对性的措施方法对其进行控制。在横向变形方面，由于钢波纹管在竖向荷载作用下，通常会产生侧向位移，同时涵顶产生竖向位移，这就使水平侧向位移作用下的侧面填料产生被动土压力。为此，施工技术人员应采用科学合理的回填施工方面，将变形控制涵洞通道竖向高度的2%。此过程，如果管侧填料压实不达标，侧向位移过大，就很有可能导致竖向变形超过限值，进而使波纹管发生屈曲破坏。施工技术人员可在涵顶土柱压实度相对小于两侧填土的情况下，使潜在滑动面上产生竖直向上的剪应力，进而实现涵顶荷载的有效转换，从而降低涵洞通道的受力荷载。

3 结束语

总体而言，钢波纹管涵洞通道施工技术具有耐久性高、施工周期短且施工便捷等优势，为此，当其作用于高填方结构时，施工技术人员应通过优化受力特性与材料选取、提高钢波纹管安装质量以及强化变形控制的针对性，来避免其受变形超值及安装不合理问题的影响，从而实现其应有的作用价值。

[1] 李祝龙,姜涛,谢晓如,俞文生. 高填方路基钢波纹管涵洞土拱效应分析[J]. 公路工程,2016,(1):193-197-229.

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2017-03-14

张波，男，湖南衡阳人，硕士研究生，研究方向：桥梁与隧道工程。

U442

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：1008-3383(2017)06-0102-01