技术创新

   中国地域辽阔，纬度范围3°51’N 至53°33’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［1］。现行桥梁规范［2］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［3］。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JMT － 36B 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。－ 30 ～ 110℃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。

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［4］。图2 列出了试验箱梁跨中截面竖向温度梯度分布情况。

由图2 可看出，不同时间箱梁竖向温度分布不同。在1、3、11 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35cm 处温差为5. 8℃，5 月份为11℃。距箱梁顶35cm 处与距箱梁顶155cm 处温差2 ～ 3℃。距梁顶155cm 到距梁底20cm 范围内温度均匀分布。梁底到距梁底20cm 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35cm 处为第一段，从距梁顶35cm 处到距梁底35cm 处为第二段，从距梁底35cm 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35cm 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。

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40cm 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40cm 段到距梁顶155cm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℃ 的温度梯度，并按直线形式变化; 第二，从梁底到距梁底20cm 段。在此范围内规范值没有温度梯度，实测值有1℃的温度梯度，并沿直线变化。