考虑环境因素的钢管混凝土拱桥长期温度场确定方法技术

本发明专利技术提供的一种考虑环境因素的钢管混凝土拱桥长期温度场确定方法，包括以下步骤：S1.采集目标钢管混凝土拱桥的环境参数；S2.基于环境参数确定钢管混凝土拱桥交界面周向温度的最大值t

【技术实现步骤摘要】
考虑环境因素的钢管混凝土拱桥长期温度场确定方法


[0001]本专利技术涉及一种建筑温度场的确定方法，尤其涉及一种考虑环境因素的钢管混凝土拱桥长期温度场确定方法。

技术介绍

[0002]钢管混凝土拱桥具有承载力高、设计理论及施工工艺成熟、结构刚度大，动力性能优越、耐久性好等优势，且相比悬索、斜拉等大跨桥型，造价较低；因此，钢管混凝土拱桥被广泛应用。
[0003]钢管混凝土拱桥的结构稳定性受到温度的影响，现有技术中，对于钢管混凝土拱桥的温度场研究中往往采用单一评价因素，比如单一参考环境因素，或者单一参考水化热影响，从而导致混凝土拱桥的温度场与实际温度场偏差较大，为钢管混凝土拱桥的运维带来极大的干扰，从而影响钢管混凝土拱桥结构稳定性；而且现有的方法只能在目标拱桥特定的环境中，局限性大。
[0004]因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种考虑环境因素的钢管混凝土拱桥长期温度场确定方法，能够结合钢管混凝土拱桥的环境参数与自身水化热共同确定钢管混凝土的周向以及截面径向的长期温度场情况，从而确保温度场计算的准确性，钢管混凝土拱桥的结构稳定性分析提供准确的数据支持，而且能够适应于任意拱桥，适应性强。
[0006]本专利技术提供的一种考虑环境因素的钢管混凝土拱桥长期温度场确定方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0007]S1.采集目标钢管混凝土拱桥的环境参数；
[0008]S2.基于环境参数确定钢管混凝土拱桥交界面周向温度的最大值t
max
以及最小值t
min
；
[0009]S3.基于拱桥交界面周向温度的最大值t
max
以及最小值t
min
确定出钢管混凝土交界面长期周向温度场以及钢管混凝土的长期径向温度场；其中：
[0010]钢管混凝土交界面长期周向温度场通过如下方法确定：
[0011]确定钢管混凝土交交界面周向温度分布曲线：
[0012]t＝Asinθ+B；
[0013]其中，该曲线以钢管混凝土断面的水平方向为横轴，垂直于钢管混凝土断面的水平方向为纵轴且以钢管混凝土为圆心建立坐标系，θ表示以在该坐标系下钢管混凝土交界面上的点到坐标原点的连线与坐标系横轴的负半轴之间的夹角；
[0014]确定系数B：
[0015][0016]其中，a为温度分布曲线的正半周峰值与负半周峰值的比值；
[0017]确定系数A：
[0018]当0
°
<θ≤180
°
时：
[0019]A＝t
max
‑
B；
[0020]当180
°
<θ≤360
°
时：
[0021]A＝B
‑
t
min
；
[0022]钢管混凝土的周向温度场为：
[0023][0024][0025]钢管混凝土的长期径向温度场通过如下方法确定：
[0026][0027]其中：x为钢管混凝土温度影响深度系数，且x>2，D为钢管的内径，T为钢管混凝土截面径向待评估点温度，l为待评估点与钢管混凝土的向阳侧交界面的距离；T3为设定径向深度下的温度。
[0028]进一步，根据如下方法确定钢管混凝土拱桥交界面周向温度的最大值t
max
以及最小值t
min
：
[0029][0030]其中：t
w
为钢管混凝土拱桥的环境温度，I
max
为太阳辐射强度峰值，I
min
为太阳辐射强度幅值；h
f
为钢管混凝土拱桥环境的空气对流换热系数。
[0031]本专利技术的有益效果：通过本专利技术，能够结合钢管混凝土拱桥的环境参数与自身水化热共同确定钢管混凝土的周向以及截面径向的长期温度场情况，从而确保温度场计算的准确性，钢管混凝土拱桥的结构稳定性分析提供准确的数据支持，而且能够适应于任意拱桥，适应性强。
附图说明
[0032]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：
[0033]图1为本专利技术的流程图。
[0034]图2为本专利技术的钢管混凝土交交界面周向温度分布曲线示意图。
[0035]图3为本专利技术的钢管混凝土截面径向温度场分布示意图。
具体实施方式
[0036]以下进一步对本专利技术做出详细说明：
[0037]本专利技术提供的一种考虑环境因素的钢管混凝土拱桥长期温度场确定方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0038]S1.采集目标钢管混凝土拱桥的环境参数；
[0039]S2.基于环境参数确定钢管混凝土拱桥交界面周向温度的最大值t
max
以及最小值t
min
；
[0040]S3.基于拱桥交界面周向温度的最大值t
max
以及最小值t
min
确定出钢管混凝土交界面长期周向温度场以及钢管混凝土的长期径向温度场；其中：
[0041]钢管混凝土交界面长期周向温度场通过如下方法确定：
[0042]确定钢管混凝土交交界面周向温度分布曲线：
[0043]t＝Asinθ+B；
[0044]其中，该曲线以钢管混凝土断面的水平方向为横轴，垂直于钢管混凝土断面的水平方向为纵轴且以钢管混凝土为圆心建立坐标系，θ表示以在该坐标系下钢管混凝土交界面上的点到坐标原点的连线与坐标系横轴的负半轴之间的夹角；其中，温度分布曲线的确定采用现有的方法进行拟合，其拟合方法为现有技术，在此不加以赘述；
[0045]确定系数B：
[0046][0047]其中，a为温度分布曲线的正半周峰值与负半周峰值的比值；
[0048]确定系数A：
[0049]当0
°
<θ≤180
°
时：
[0050]A＝t
max
‑
B；
[0051]当180
°
<θ≤360
°
时：
[0052]A＝B
‑
t
min
；
[0053]钢管混凝土的周向温度场为：
[0054][0055][0056]钢管混凝土的长期径向温度场通过如下方法确定：
[0057][0058]其中：x为钢管混凝土温度影响深度系数，且x>2，D为钢管的内径，T为钢管混凝土截面径向待评估点温度，l为待评估点与钢管混凝土的向阳侧交界面的距离；T3为设定径向
深度下的温度。
[0059]本实施例中，根据如下方法确定钢管混凝土拱桥交界面周向温度的最大值 t
max
以及最小值t
min
：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑环境因素的钢管混凝土拱桥长期温度场确定方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.采集目标钢管混凝土拱桥的环境参数；S2.基于环境参数确定钢管混凝土拱桥交界面周向温度的最大值t
max
以及最小值t
min
；S3.基于拱桥交界面周向温度的最大值t
max
以及最小值t
min
确定出钢管混凝土交界面长期周向温度场以及钢管混凝土的长期径向温度场；其中：钢管混凝土交界面长期周向温度场通过如下方法确定：确定钢管混凝土交交界面周向温度分布曲线：t＝A sinθ+B；其中，该曲线以钢管混凝土断面的水平方向为横轴，垂直于钢管混凝土断面的水平方向为纵轴且以钢管混凝土为圆心建立坐标系，θ表示以在该坐标系下钢管混凝土交界面上的点到坐标原点的连线与坐标系横轴的负半轴之间的夹角；确定系数B：其中，a为温度分布曲线的正半周峰值与负半周峰值的比值；确定系数A：当0
°
<θ≤180
°
时：A＝t
max
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周倩，毛久群，曾杰，于洪江，黄杉，周琳淇，
申请(专利权)人：重庆建筑工程职业学院，
类型：发明
国别省市：