客货共线铁路单线空心桥墩环向温度应力分析

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客货共线铁路单线空心桥墩环向温度应力分析

作者：武肖福

来源：《建筑工程技术与设计》2014年第08期

【摘要】为了改善温度作用引起的空心墩内外壁环向拉应力及混凝土开裂，本文以时速V≤160km/h新建客货共线铁路单线圆端型空心桥墩（中铁咨询院通图）为例，详细计算各工况下的温度应力，并分析其分布规律和大小。结果表明：墩身内外壁环向温度应力已超过混凝土抗拉强度，在设计空心桥墩时，对日照、寒潮产生的环向温度应力应引起足够的重视。通过对空心桥墩配筋计算结果分析，采取合理的钢筋布置，能有效解决空心桥墩设计中环向温度应力过大引起混凝土开裂的问题。

【关键词】空心桥墩；环向温度应力；日照；寒潮；温差 1概述

随着我国铁路建设事业的不断发展，空心桥墩被广泛应用于铁路桥梁。空心桥墩由于墩内通风不良，且混凝土本身导热性能低，固当墩周围气温急剧升高或降低时，空心桥墩表面温度也迅速升高或降低，但其内部温度仍处于原来状态，因而在短时间内墩内外产生较大温差，混凝土结构中形成较大的温度梯度，各部分处于不同的温度状态。由此，空心桥墩产生温度变形，而当变形受到约束时便产生温度应力。

温度应力是空心桥墩设计的重要环节，已受到广泛重视。由于问题的复杂性，温度应力的计算也一直是桥梁结构分析的难点之一，很少有能够直接求得准确的解析的情况。目前在工程应用中，通常采用简化的计算方法，即将应力用同一瞬时温度梯度，分别按单向应力状态求解。本文结合客货共线铁路单线圆端形空心桥墩编制，对空心桥墩环向温度应力的分布规律和大小进行分析，并对温度应力的钢筋配置进行计算，以指导设计。 2温度应力计算理论

温度应力应分别按气温温差、太阳辐射温差和寒潮温差进行计算。根据实测结果，计算温度应力时可作如下基本假定：

（1）太阳辐射温差在向阳面按余弦函数分布，气温温差四周基本一致，日照作用相当于太阳辐射和气温分别作用之和，计算图式可概化为图1。 （3）沿墩身高度方向温度变化甚小，近似为常数。

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