本發(fā)明屬于橋梁工程，具體涉及到東西向扁平寬幅鋼箱梁橋豎向溫度梯度模型。

背景技術(shù)：

1、橋梁結(jié)構(gòu)在太陽(yáng)照射下會(huì)形成非線性的豎向溫度場(chǎng)。在非線性溫度梯度作用下，同一截面不同位置的溫度應(yīng)變不一致，不同位置處纖維之間存在相互約束，導(dǎo)致截面產(chǎn)生溫度自應(yīng)力。已有研究表明不同主梁截面形式、不同橋位方向，非線性溫度梯度形式有顯著區(qū)別，產(chǎn)生的溫度自應(yīng)力也存在差異，因此需要構(gòu)建適用于不同橋梁截面形式與橋位走向的豎向溫度梯度荷載模型。

2、橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范尚未明確規(guī)定東西向扁平鋼箱梁橋的設(shè)計(jì)溫度梯度標(biāo)準(zhǔn)值，因此有必要對(duì)東西向扁平鋼箱梁橋開(kāi)展長(zhǎng)期的溫度監(jiān)測(cè)，分析不同位置處溫度代表值的概率分布特征，得到東西向扁平鋼箱梁橋溫度梯度模型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種東西向扁平寬幅鋼箱梁橋豎向溫度梯度模型。

2、上述東西向扁平鋼箱梁橋溫度梯度模型由豎向正溫度梯度模型和豎向負(fù)溫度梯度模型組成。

3、所述豎向正溫度梯度模型ttp(y)如式(1)所示：

4、

5、式(1)中，ttp1為頂板處正溫度梯度代表值，ttp2為距離頂板0.32h處正溫度梯度代表值，為頂板處正溫度梯度初值，為距離頂板0.32h處正溫度梯度初值，y為截面距鋼箱梁底面的距離，h為梁高，νd為東西向扁平鋼箱梁橋設(shè)計(jì)使用年限，取值為100、150和200，單位為年，為ftp1(α)函數(shù)的反函數(shù)，為ftp2(α)函數(shù)的反函數(shù)，ftp1(α)為頂板處正溫度梯度初值的分布函數(shù)，ftp1(α)為距離頂板0.32h處正溫度梯度初值的分布函數(shù)，α、λ、k、μtp2、σtp2為中間變量；

6、所述豎向負(fù)溫度梯度模型ttn(y)如式(2)所示：

7、

8、式(2)中，ttn1為頂板處負(fù)溫度梯度代表值，ttn2為底板處負(fù)溫度梯度代表值，為頂板處負(fù)溫度梯度初值，為底板處負(fù)溫度梯度初值，h為截面任意高度處位置，為ftn1(α)函數(shù)的反函數(shù)，為ftn2(α)函數(shù)的反函數(shù)，ftn1(α)為頂板處負(fù)溫度梯度的分布函數(shù)，ftn2(α)為底板處負(fù)溫度梯度的分布函數(shù)，α、μtn1、σtn1、μtn2、σtn2為中間變量。

9、在本發(fā)明的式(1)中，所述λ的取值是[2.71,2.83]，k的取值是[0.63,0.65]，μtp2的取值是[5.11,5.14]，σtp2的取值是[1.32,1.35]。

10、在本發(fā)明的式(1)中，所述的λ、k、μtp2、σtp2的取值為：λ最佳為2.77，k最佳為0.64，μtp2最佳為5.13，σtp2最佳為1.33。

11、在本發(fā)明的式(2)中，所述μtn1的取值是[-3.04,-3.01]，σtn1的取值是[1.36,1.38]，μtn2的取值是[-1.60,-1.58]，σtn2的取值是[0.25,0.27]。

12、在本發(fā)明的式(2)中，所述μtn1、σtn1、μtn2、σtn2的取值為：μtn1最佳為-3.02，σtn1最佳為1.37，μtn2最佳為-1.59，σtn2最佳為0.26。

13、本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

14、本發(fā)明采用某東西向扁平鋼箱梁橋長(zhǎng)期豎向溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析了其豎向溫度梯度概率分布特征，構(gòu)建了東西向扁平寬幅鋼箱梁橋豎向溫度梯度模型。該溫度梯度模型能夠計(jì)算東西向扁平鋼箱梁豎向非線性溫度梯度產(chǎn)生的自應(yīng)力、次應(yīng)力和變形，可用于設(shè)計(jì)使用年限為100年、150年和200年的東西向扁平鋼箱梁橋長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)。

技術(shù)特征：

1.一種東西向扁平寬幅鋼箱梁橋豎向溫度梯度模型，其特征在于：該東西向扁平鋼箱梁橋溫度梯度模型由豎向正溫度梯度模型和豎向負(fù)溫度梯度模型組成；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述東西向扁平寬幅鋼箱梁橋豎向溫度梯度模型，其特征在于：在式(1)中，所述λ的取值是[2.71,2.83]，k的取值是[0.63,0.65]，μtp2的取值是[5.11,5.14]，σtp2的取值是[1.32,1.35]。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述東西向扁平寬幅鋼箱梁橋豎向溫度梯度模型，其特征在于：在式(1)中，所述的λ、k、μtp2、σtp2的取值為：λ＝2.77，k＝0.64，μtp2＝5.13，σtp2＝1.33。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述東西向扁平寬幅鋼箱梁橋豎向溫度梯度模型，其特征在于：在式(2)中，所述μtn1的取值是[-3.04,-3.01]，σtn1的取值是[1.36,1.38]，μtn2的取值是[-1.60,-1.58]，σtn2的取值是[0.25,0.27]。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述東西向扁平寬幅鋼箱梁橋豎向溫度梯度模型，其特征在于：在式(2)中，所述μtn1、σtn1、μtn2、σtn2的取值為：μtn1＝-3.02，σtn1＝1.37，μtn2＝-1.59，σtn2＝0.26。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種東西向扁平寬幅鋼箱梁橋豎向溫度梯度模型，由豎向正溫度梯度模型與豎向負(fù)溫度梯度模型成，均為雙折線形式。采用東西向扁平鋼箱梁豎向溫度場(chǎng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)果，分析了不同位置處溫度代表值的概率分布特征，提出了適用于100年、150年和200年設(shè)計(jì)使用年限的東西向扁平寬幅鋼箱梁橋豎向溫度梯度模型。該溫度梯度模型可以用于東西向扁平寬幅鋼箱梁橋長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)。

技術(shù)研發(fā)人員：白永永,段蘭,陳兆明,孔磊,張瀟云,張靜雯,王一偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：威海市公路勘察設(shè)計(jì)院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23