组合板梁桥温度梯度模式评价方法技术
【技术实现步骤摘要】
组合板梁桥温度梯度模式评价方法
本专利技术属于桥梁温度检测
，具体涉及到一种组合板梁桥温度梯度模式的评价方法。
技术介绍
桥梁结构处于自然环境中，不可避免的受到大气温度和太阳辐射的影响，影响桥梁结构内部的温度分布，产生温度梯度。对于大跨度钢桥，由于钢材的导热性能好，对温度变化比较敏感，作用于桥梁结构中的温度荷载会造成结构的变形，改变结构的标高，同时会产生附加应力，最终对桥梁结构造成损伤，因此需对钢桥中的温度荷载进行研究。而桥梁结构的温度荷载表现出来便是桥梁中随时间变化而变化的温度场，所以，为分析温度效应对桥梁结构的影响，首先需对桥梁的温度场分布进行研究。桥梁结构上的温度作用分为均匀温度作用和梯度温度作用。梯度温度作用又可分为竖向温度梯度作用和横向温度梯度作用。温度梯度作用在桥梁结构上会引起温度自约束应力，即结构内部纤维间温度不同，产生的应变差受到纤维间相互约束而引起应力。桥梁结构在日照作用下产生显著温度效应的现象最早于20世纪50年代由前联邦德国学者发现。近几十年来，国内外都发生了由温度应力导致桥梁结构发生严重损坏的事故。国内外学者对桥梁结构温度作用的早期研究均集中于混凝土桥梁，提出了一系列研究方法并取得了一些研究成果。随着钢桥在桥梁建设中的日益广泛使用，针对我国钢桥温度梯度的设计规范条文亟待形成，然而我国幅员辽阔，各地区气候差异较大，钢桥形式多样，温度影响因素众多，通过实测所取得的温度数据有限，不足以形成规范条文，因此对钢桥温度场迫切需要开展广泛而深入的研究。我国现行的《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)规定的温度梯度模式参照美国AA...
【技术保护点】
一种组合板梁桥温度梯度模式评价方法，其特征在于该评价方法包括以下步骤：(1)在组合梁桥的混凝土顶板和钢腹板上布置温度测点并采集温度，每次采集时间间隔为2～5分钟；(2)将采集获得的组合梁桥温度进行分析，找出钢腹板下翼缘各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，以温度为横坐标，腹板测点间的距离为纵坐标，作出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到竖向温度梯度曲线；找出混凝土顶板各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，以温度为横坐标，混凝土顶板测点间的距离为纵坐标，作出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到横向温度梯度曲线；(3)将得到的温度梯度曲线简化成折线，为温度梯度模式；(4)得到竖向温度梯度模式钢腹板各折点的日极值温差值和横向温度梯度模式混凝土顶板各折点的日极值温差值；钢腹板各折点日极值温差值为各折点处测点温度值减去钢腹板测点最低温度值，混凝土顶板各折点的日极值温差值为混凝土顶板各折点处测点温度值减去混凝土顶板测点最低温度值；(5)对组合梁桥的混凝土顶板和钢腹板各个折点的日极值温差值进行统计分析，得到温差概率分布直方图，再对直方图进行概率拟合，得到日极值温差概率密度...
【技术特征摘要】
1.一种组合板梁桥温度梯度模式评价方法，其特征在于该评价方法包括以下步骤：(1)在组合梁桥的混凝土顶板和钢腹板上布置温度测点并采集温度，每次采集时间间隔为2～5分钟；(2)将采集获得的组合梁桥温度进行分析，找出钢腹板下翼缘各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，以温度为横坐标，腹板测点间的距离为纵坐标，作出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到竖向温度梯度曲线；找出混凝土顶板各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，以温度为横坐标，混凝土顶板测点间的距离为纵坐标，作出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到横向温度梯度曲线；(3)将得到的温度梯度曲线简化成折线，为温度梯度模式；(4)得到竖向温度梯度模式钢腹板各折点的日极值温差值和横向温度梯度模式混凝土顶板各折点的日极值温差值；钢腹板各折点日极值温差值为各折点处测点温度值减去钢腹板测点最低温度值，混凝土顶板各折点的日极值温差值为混凝土顶板各折点处测点温度值减去混凝土顶板测点最低温度值；(5)对组合梁桥的混凝土顶板和钢腹板各个折点的日极值温差值进行统计分析，得到温差概率分布直方图，再对直方图进行概率拟合，得到日极值温差概率密度函数；统计混凝土顶板和钢腹板各个折点的日极值温差值并输入到计算机，应用ORIGIN8.0数理统计分析软件分别做出混凝土顶板和钢腹板的各折点的日极值温差值的概率直方图，再分别对混凝土顶板和钢腹板各折点的日极值温差值的概率直方图进行函数拟合，得到对应的概率密度函数f(x)；(6)通过概率密度函数p0，计算设计基准期为100年，不同重现期N的温差标准值T；概率密度函数f(x)所对应的分布函数为Fx(x)，则设计基准期100年内的顶板和各个折点的极值温差值的累积分布函数FY(x)为：FY(x)＝[Fx(x)]100；温差标准值的保证率为p0，对组合板梁桥施工期温度设计标准值进行取值，可将两年作为施工期设计基准期，分别取半年、一年作为施工期温度作用重现期，则施工期内极值温差作用的温差标准值的保证率分别为96％、98％；令FY(x)等于p0，计算得x为温差标准值T；(7)为方便在实际工程中的应用，对不同重现期无铺装和铺装后组合板梁的温差标准值进行偏安全取整，得到温差标准值的建议值。2.根据权利要求1所述的组合板梁桥温度梯度模式评价方法，其特征在于所述的步骤(1)在钢腹板和混凝土顶板上布置温度测点为：两侧钢腹板布置温度测点位置以距混凝土顶板上表面的垂直距离表示为0.0m，0.12m，0.2m(混凝土顶板内)，0.2m(钢腹板)，0.25m，0.35m，0.5m，0.95m和腹板与下翼缘相交处；混凝土顶板内横向中间处布置温度测点。3.根据权利要求1或2所述的组合板梁桥温度梯度模式评价方法，其特征在于：所述的组合板梁桥为无铺装组合板梁桥，无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面处日极值正温差标准值T1符合极值Ⅰ型分布，其概率密度函数为：式中μ＝2.79，σ＝1.45，重现期N＝50年，T1＝15.1℃；重现期N＝100年，T1＝16.1℃；施工阶段重现期N＝0.5年，T1＝8.4℃；施工阶段重现期N＝1.0年，T1＝9.5℃；无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值正温差标准值T2符合极值Ⅰ型分布，其概率密度函数为：式中μ＝4.56，σ＝1.86，重现期N＝50年，T2＝20.4℃；重现期N＝100年，T2＝21.7℃；施工阶段重现期N＝0.5年，T2＝11.8℃；施工阶段重现期N＝1.0年，T2＝13.1℃；无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.5m处日极值正温差标准值T3符合正态分布，其概率密度函数为：式中μ＝1.65，σ＝0.55，重现期N＝50年，T3＝3.6℃；重现期N＝100年，T3＝3.7℃；施工阶段重现期N＝0.5年，T3＝2.8℃；施工阶段重现期N＝1.0年，T3＝2.9℃；无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面处日极值负温差标准值T1符合正态分布，其概率密度函数为：式中μ＝-8.90，σ＝3.68，重现期N＝50年，T1＝-21.9℃；重现期N＝100年，T1＝-22.6℃；施工阶段重现期N＝0.5年，T1＝-16.4℃；施工阶段重现期N＝1.0年，T1＝-17.5℃；无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值负温差标准值T2符合正态分布，其概率密度函数为：式中μ＝-10.12，σ＝4.20，重现期N＝50年，T2＝-25.0℃；重现期N＝100年，T2＝-25.7℃；施工阶段重现期N＝0.5年，T2＝-18.7℃；施工阶段重现期N＝1.0年，T2＝-19.9℃；无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中腹板与下翼缘相交处日极值负温差标准值T3符合正态分布，其概率密度函数为：式中μ＝-3.16，σ＝1.82，重现期N＝50年，T3＝-9.6℃；重现期N＝100年，T3＝-9.9℃；施工阶段重现期N＝0.5年，T3＝-6.9℃；施工阶段重现期N＝1.0年，T3＝-7.4℃；无铺装组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处正温差标准值T1符合正态分布，其概率密度函数为：式中μ＝1.29，σ＝0.36，重现期N＝50年，T1＝2.5℃；重现期N＝100年，T1＝2.6℃；施工阶段重现期N＝0.5年，T1＝2.0℃；施工阶段重现期N＝1.0年，T1＝2.1℃；无铺装组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板与右侧钢腹板交点处的温差标准值T2符合极值Ⅰ型分布，其概率密度函数为：式中μ＝0.41，σ＝0.20，重现期N＝50年，T2＝2.1℃；重现期N＝100年，T2＝2.3℃；施工阶段重现期N＝0.5年，T2＝1.2℃；施工阶段重现期N＝1.0年，T2＝1.3℃；无铺装组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处负温差标准值T1符合正态分布，其概率密度函数为：式中μ＝-1.54，σ＝0.51，重现期N＝50年，T1＝-3.3℃；重现期N＝100年，T1＝-3.4℃；施工阶段重现期N＝0.5年，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王春生，段兰，王茜，王雨竹，张文婷，王宇，姚书奎，崔冰，唐先鹏，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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