摘要：當今時代，橋梁作為我國交通網絡的重要節點工程開始進入大規模建設階段。橋梁使用的橋墩、橋塔等橋梁構件尺寸也進一步變大。這些大跨度橋梁在施工和運營階段，其橋墩、橋塔等混凝土結構很容易形成嚴重的環壁狀開裂破壞。尤其是在較厚的T梁中，由于溫度傳導不及時，極易使構件的內外溫差過大，導致構件產生較大的溫度應力，造成構件的開裂，降低其承載能力。從目前橋梁的實際情況來看，在其受力以及變形特性方面都不可避免地沿襲了混凝土結構傳熱性能差的固有特點。所以橋梁設計過程中，必須考慮混凝土構件的缺陷，綜合考慮溫度造成的構件內外溫度應力影響，科學合理地確定最終設計方案。

　　關鍵詞：混凝土;橋梁設計;溫度效應

　　引言

　　橋梁結構長期暴露于露天環境中，在太陽輻射、日溫變化、年溫變化、寒流等多因素的影響下，結構內部逐漸形成不均勻溫度分布，對橋梁結構的內力影響顯著，由此產生的溫度應力與變形在橋梁設計荷載中占有很大比重。在太陽輻射條件極端的地區，日照溫度作用的影響甚至超過恒載和活載成為第一控制作用，對橋梁的耐久性與安全運營造成較大的危害。

　　橋梁論文范文：淺談道路橋梁施工技術的保障舉措

　　1混凝土溫度荷載特點

　　由于混凝土結構的熱傳導性較差，在長期受到溫度的影響、日照的輻射以及人為因素的作用之下，會使得其表面溫度急速地升高或者降低，而此時的結構內部溫度并不會發生明顯的變化，從而導致了混凝土結構內外溫差過大，進而產生了溫度變形。此外，如果混凝土結構中存在內約束與外約束，也會形成比較大的溫差應力。

　　混凝土結構的溫差應力屬于約束應力的范疇，在環境溫度的作用之下，如果混凝土結構受到約束力而產生了應力，此時一般都表現為溫差應力。如果在實際使用中，混凝土結構因為溫差變化而產生收縮變形，就不會存在溫差應力。約束應力主要是外部約束力以及內部約束力的存在而導致的。外部約束力主要是結構系統因受到不同環境溫度的影響而出現的變形約束作用，內部約束力則主要是結構內部的某部分構件中各個纖維存在不同的溫度而產生的約束作用。經過大量的實踐和數據統計，可以發現日照、溫度驟降以及年溫變化對于混凝土結構溫度的影響特性。

　　上述幾種荷載在對混凝土結構產生影響的過程中還存在明顯的區別。比如，日照溫度主要產生于自然環境中的太陽輻射，荷載作用時間比較短，各個結構受力不均衡;驟然降溫主要是因為自然界中強冷空氣的突然來襲而導致環境溫度驟然下降，其荷載作用時間也不長，但是在混凝土結構中的作用均勻;年溫變化對于混凝土結構所產生的荷載影響最為簡單，所以在橋梁結構設計方案確定過程中，只需要加入經驗常數即可。驟然降溫對于混凝土橋梁結構的影響最為直接，在實踐中需要對該荷載數據進行計算確定，但是當前還沒有形成完善的理論體系，只是應用一些比較常見的計算公式來進行參數的確定。

　　2橋梁構件中熱的三種傳遞方式

　　2.1熱輻射

　　熱量產生時會產生輻射能，而在熱輻射的影響下，能量會發生轉移且伴有不同形式的能量轉化，同時由于熱輻射可以在真空中傳播，因此熱輻射的影響不可避免。

　　2.2熱對流

　　熱對流指的是在溫度差的影響下，結構表面與周圍環境中氣體或液體介質間發生熱量交換的過程。

　　2.3熱傳導

　　熱傳導指的是完全接觸的物體、部分接觸的兩個物體或同一個物體的不同部分，在溫度場的影響下產生的能量轉移和平衡過程。

　　3混凝土橋梁設計中的溫度效應

　　3.1針對混凝土橋梁上部結構的溫度效應設計

　　(1)對混凝土橋梁工程各個結構的特性進行分析，然后再進行混凝土橋梁上部結構溫度荷載分項。比如，在進行鋼管混凝土橋梁工程設計時，需要綜合考慮鋼管結構與混凝土結構之間的溫差應力，同時，還需要綜合考慮溫差應力對于橋梁工程整體結構的影響。(2)對橋梁工程上部結構溫度荷載進行分析，并將工程設計與橋梁結構體系的特性進行綜合分析。橋梁工程的結構形式有很多種，因此，其溫度特點也有所不同，比如，在進行混凝土拱橋設計時，需要綜合考慮年溫差荷載效應，而對于組合式混凝土橋梁工程，在橋梁設計環節，需要考慮不同構件之間的溫差效應荷載。

　　3.2針對混凝土橋梁橋墩結構的溫度效應設計

　　(1)在對混凝土橋墩溫差效應進行分析時，需要考慮日照溫差效應。橋梁工程橋墩一般采用固定支座形式，日照溫差會對結構體系產生較大的應力作用，并且分別范圍廣泛。(2)掌握溫差應力。很多橋梁工程橋墩施工是在水環境中進行的，施工操作復雜程度比較高，溫差應力為非線性分布形式，在橋梁工程運營過程中，橋墩表面會出現應力集中問題，影響橋梁工程質量。(3)加強橋墩約束設計。橋墩受到來自于橋面以及橋墩底部的約束力，因此能夠保證橋墩結構的穩定性，但是，在溫差效應的影響下，橋墩自身也會產生約束力，這樣就會造成墩頂發生位移，因此，在橋墩設計時，需要考慮端頂約束力。

　　4橋梁工程中常用溫度效應防治措施

　　4.1保溫隔熱材料預防溫度效應

　　溫度效應比較顯著的地區，通常采用保溫隔熱材料用以降低溫度效應對橋梁混凝土構件造成的影響。根據材料性質不同，通常可以將保溫隔熱材料分為保溫隔熱板材和保溫隔熱涂料兩類。

　　4.1.1常用保溫隔熱板材

　　用于保溫隔熱的材料通常要求其導熱系數低于0.2W/m•℃，同時要保證其密度足夠小，以防止保溫隔熱材料的使用降低橋梁構件承載力。在眾多材料中，聚苯乙烯泡沫板和聚氨酯泡沫板由于其低廉的價格和優秀的保溫性能成為工程中最常使用的保溫隔熱材料。

　　4.1.2常用保溫隔熱涂料

　　保溫隔熱涂料相較于板材施工更加快捷，在保證保溫隔熱功能的同時兼具了提高構件耐久性的功效，但是缺陷在于保溫性能較泡沫板材差。因此保溫隔熱涂料常使用于年平均氣溫變化不大、高溫高濕、降水多或光照時間長的環境中。根據保溫原理不同，保溫隔熱材料可以分為：輻射型、阻隔型和反射型三大類。其中反射型材料是工程中最常見的保溫隔熱涂料。

　　4.2其他預防溫度相應的有效措施

　　(1)使用合理預防和工程措施消除主跨支點周邊的溫度應力，盡可能保證箱梁底面應力不會有太大影響，保證縱向預應力滿足要求，因此采用保溫隔熱涂料和在箱梁外壁鋪筑保溫層是最合理的選擇之一。

　　(2)橋面選擇深色瀝青有助于降低溫度效應的影響。

　　(3)在溫度效應的基礎上，考慮溫度梯度和均勻溫度對橋梁的影響。

　　結語

　　本文從混凝土結構在橋梁中受溫度場應力的基本原理角度出發，分析了混凝土橋梁中三種溫度傳遞方式(熱輻射、熱對流、熱傳導)以及誘發病害的機理，并提出減輕混凝土橋梁溫度效應的設計要點，最后提出預防混凝土橋梁出現溫度效應的具體工程措施，以期為未來的混凝土橋梁結構設計提供參考。

　　參考文獻

　　[1]方蕾.混凝土橋梁設計中的溫度效應研究[J].城市建筑，2016(9)：284.

　　[2]李燕清，張富貴.混凝土橋梁設計中的溫度效應[J].大陸橋視野，2016(12)：148-148.

　　[3]孫亭亭，祝向群，馬鋒，等.溫度效應作用下混凝土橋墩應力的影響研究[J].鹽城工學院學報(自然科學版)，2015(1)：70-74.

　　[4]李燕軍.天津地區懸臂澆筑混凝土箱梁施工期溫度場及溫度效應研究[D].北京：北京交通大學，2014.

　　[5]譚毅平.預應力混凝土箱梁橋溫度效應研究[D].廣州：華南理工大學，2008.