连续体系梁桥-3内力与配筋

1、结构内力与配筋计算结构内力与配筋计算v一、恒载内力：一、恒载内力：v必须考虑施工过程中的体系转换，不同的荷载作用在不同的体系上1、 满堂支架现浇施工 所有恒载直接作用在连续梁上2、简支变连续施工一期恒载作用在简支梁上，二期恒载作用在连续梁上4、顶推施工顶推过程中，梁体内力不断发生改变，梁段各截面在经过支点时要承受负弯矩，在经过跨中区段时产生正弯矩施工阶段的内力状态与使用阶段的内力状态不一致配筋必须满足施工阶段内力包络图v主梁最大正弯矩发生在导梁刚顶出支点外时v最大负弯矩与导梁刚度及重量有关导梁刚接近前方支点刚通过前方支点5、平衡悬臂施工分清荷载作用的结构体现约束条件的转换主梁自重内力图，应由各

2、施工阶段时的自重内力图迭加而成二、活载内力1、纵向某些截面可能出现正负最不利弯矩，必须用影响线加载2、横向箱梁专门分析多梁式横向分布系数计算，等刚度法三、超静定次内力计算1、产生原因结构因各种原因产生变形，在多余约束处将产生约束力，从而引起结构附加内力(或称二次力)2、连续梁产生次内力的外界原因预应力墩台基础沉降温度变形徐变与收缩v作为超静定结构，作为超静定结构，连续体系梁桥有以下特点连续体系梁桥有以下特点：v对结构施加对结构施加预应力预应力，往往，往往会引起支座次反力会引起支座次反力，因，因而也引起结构的内部次内力。而也引起结构的内部次内力。v在施工过程中发生结构在施工过程中发生结构体系转换

3、体系转换时，先期结构恒时，先期结构恒载内力由于混凝土载内力由于混凝土徐变作用，将不断引起次内力徐变作用，将不断引起次内力。v温度变化和支座沉降温度变化和支座沉降引起结构的内力。引起结构的内力。v二、预加力作用下的内力计算二、预加力作用下的内力计算v(一一)预加力对结构的作用预加力对结构的作用v压力线压力线：对混凝土梁施加预应力，梁的截面上产生偏心压力，：对混凝土梁施加预应力，梁的截面上产生偏心压力，各个截面偏心压力作用点的连线称为各个截面偏心压力作用点的连线称为预加力作用的压力线预加力作用的压力线。v简支梁简支梁：压力线压力线与预应力筋的与预应力筋的重心线重心线重合。重合。v连续梁：连续梁：在

4、预加应力时，梁内的预加力作用的压力线在预加应力时，梁内的预加力作用的压力线可能可能偏偏离预应力筋的重心线。离预应力筋的重心线。在不开裂情况下，在不开裂情况下，PC构件靠截面内力构件靠截面内力臂增加来抵抗外弯矩的增大，即压力臂增加来抵抗外弯矩的增大，即压力线随外荷载的变化而移动线随外荷载的变化而移动v以两跨连续梁为例加以说明。 第四节 预应力次内力计算预应力初弯矩：预应力次弯矩：总预矩：M eNMy 0MMMN 0v在预应力作用下，结构中的在预应力作用下，结构中的实际弯矩实际弯矩(称为总弯矩称为总弯矩)等于等于初弯矩初弯矩与与次弯矩的次弯矩的代数和。将总弯矩除以预应代数和。将总弯矩除以预应力合力

5、力合力N，即得压力线相对于截面重心的偏心距。，即得压力线相对于截面重心的偏心距。v在梁的两端支承处，在梁的两端支承处，压力线压力线与钢筋重心线重合，在与钢筋重心线重合，在中间支座截面压力线偏离最大中间支座截面压力线偏离最大(计计3e/2)，相对于，相对于预预应力筋重心线的偏移值等于次弯矩除以预应力合力应力筋重心线的偏移值等于次弯矩除以预应力合力N。v(二二)吻合索与线性变换原理吻合索与线性变换原理v将连续梁中的预应力筋位置按所求得压力线布置，将连续梁中的预应力筋位置按所求得压力线布置，则预应力偏心作用产生的弯矩并不引起则预应力偏心作用产生的弯矩并不引起B点的位移，点的位移，梁内也没有次反力弯矩

6、，总弯矩等于初弯矩。梁内也没有次反力弯矩，总弯矩等于初弯矩。v压力线的位置和预应力钢筋重心线重合压力线的位置和预应力钢筋重心线重合，这样布置，这样布置的预应力筋叫做的预应力筋叫做“吻合索吻合索” 压力线：简支梁压力线与预应力筋位置重合连续梁压力线与预应力筋位置相差yNNMe yNMe 用力法解预加力次力矩 1、直线配筋v力法方程v变位系数v赘余力v总预矩01111 Nx EIl3211 EIeNyNl 1eNxyN231111 )23(2311 10MeeNMeNeNMMMyyyN 压力线位置 2、曲线配筋梁端无偏心矩时EIll3/ )(2111 )(32122111llelflfEINyN

7、)(2122111elllflfNxy 10 10)(MefNMMMMyN fNefNeNMyyyBN 1)(梁端有偏心矩时EIll3/ )(2111 )()(213212122111lleelelflflEINcayN )2(11eefNxy 110110)2(MeefNMMxMMyN )2()2(1110efNMeefNMMyyBN 3、局部配筋局部直线配筋EIll3/ )(2111 EIelNleNEIyyN16787421 eNxyN3221/1111 eNeNeNMyyyBN32113221 局部曲线配筋EIll3/ )(2111 fNefNeNMyyyBN 1)()526(4816

8、3)2(481321heEIlNhlNlheNEIyyyN 32/ )526(/1111heNxyN v线性变换原理：线性变换原理：预应力混凝土梁中，在不改变预应预应力混凝土梁中，在不改变预应力钢筋两端支承处的位置和预应力钢筋基本形状力钢筋两端支承处的位置和预应力钢筋基本形状( (直线形、曲线形或折线形直线形、曲线形或折线形) )的条件下，改变它在中的条件下，改变它在中间支承处的偏心距，并不影响其压力线的位置。间支承处的偏心距，并不影响其压力线的位置。v原因原因：次弯矩在梁内是线性分布的，当预应力筋的：次弯矩在梁内是线性分布的，当预应力筋的位置发生线性位移，次弯矩发生了变化，但同时初位置发生线

9、性位移，次弯矩发生了变化，但同时初弯矩亦相应有了变化，并且，两者变化的数值是相弯矩亦相应有了变化，并且，两者变化的数值是相互抵消的，压力线的位置不变。互抵消的，压力线的位置不变。v(三三)等效荷载计算结构次内力等效荷载计算结构次内力v等效荷载法等效荷载法：是将预应力混凝土梁中的预应力筋和是将预应力混凝土梁中的预应力筋和混凝土视为相互独立的隔离体，把预应力对混凝土混凝土视为相互独立的隔离体，把预应力对混凝土的作用用等效荷载代替，把预应力梁看作等效荷载的作用用等效荷载代替，把预应力梁看作等效荷载作用下的普通梁，直接求连续梁在预应力作用下的作用下的普通梁，直接求连续梁在预应力作用下的总弯矩的方法。总

10、弯矩的方法。v等效荷载法的等效原则等效荷载法的等效原则v1 1在预应力筋的锚固点，等效荷载是一个集在预应力筋的锚固点，等效荷载是一个集中力，力的方向与钢筋的轴线相切。中力，力的方向与钢筋的轴线相切。v2 2在预应力钢筋走向的斜率发生突变的地方，在预应力钢筋走向的斜率发生突变的地方，等效荷载是集中荷载。等效荷载是集中荷载。v3 3当预应力筋曲线布置时，等效荷载是分布当预应力筋曲线布置时，等效荷载是分布荷载。荷载。当预应力筋曲线布置时，等效荷载是分布荷载当预应力筋曲线布置时，等效荷载是分布荷载W：v当偏心距当偏心距e沿梁长沿梁长按直线变化按直线变化时，时，W等于等于0。v当偏心距当偏心距e沿梁长沿

11、梁长按二次抛物线变化按二次抛物线变化时，设该时，设该段曲线的水平投影长度为段曲线的水平投影长度为l1，中点矢高为，中点矢高为et，均布荷载均布荷载W可由下面公式求得可由下面公式求得218leNWtpv当偏心距当偏心距e沿梁长沿梁长按三次曲线变化按三次曲线变化时，时，W为为按直线变化的分布荷载。按直线变化的分布荷载。例题例题42等效荷载等效荷载NpNpMawWaWbWcABCl=9ml=9mMcACCACANp.ea-4Np.etl/21v先求先求B点的拱度点的拱度v整理后得到整理后得到 v支座反力为支座反力为)22854322221(1leNleNllEIbtpap)352(12tapeelN

12、EIbleeNleelNbRtaptapbbb)103(6)352(32v那么中支座处的总弯矩为那么中支座处的总弯矩为 v代入代入Rb并整理后得到并整理后得到 v中支点偏心距为中支点偏心距为eb=270/900=0.3mtpapbmideNeNlRM42kNmeeNMatpmid270)2/05. 0325. 0(900 )2/(v吻合索的优点吻合索的优点：当按吻合索设计时，不存在：当按吻合索设计时，不存在次反力，使内力计算趋于简单次反力，使内力计算趋于简单v吻合索的局限性吻合索的局限性：并不一定是一条合理的预：并不一定是一条合理的预应力筋轴线；另一方面，施工中的预应力钢应力筋轴线；另一方面，

13、施工中的预应力钢绞线布置不是简单的一条曲线绞线布置不是简单的一条曲线v三、混凝土徐变次内力计算三、混凝土徐变次内力计算v(一一)混凝土徐变及规律混凝土徐变及规律v混凝土的徐变：混凝土的徐变：是在长期荷载作用下，混凝土塑性是在长期荷载作用下，混凝土塑性变形随时间增长的现象。变形随时间增长的现象。v影响混凝土徐变的主要影响混凝土徐变的主要影响因素影响因素有水泥用量、水灰有水泥用量、水灰比、周围环境的温度与湿度、构件的截面形状、加比、周围环境的温度与湿度、构件的截面形状、加载时混凝土的龄期和应力的大小等。载时混凝土的龄期和应力的大小等。)()(ttcebv三、混凝土徐变次内力计算三、混凝土徐变次内力

14、计算v通常徐变特征是用徐变系数通常徐变特征是用徐变系数 来描述，其定来描述，其定义为义为 v如果荷载一直作用到如果荷载一直作用到 ，则总的变形为，则总的变形为v当中途卸荷时，则瞬时弹性变形当中途卸荷时，则瞬时弹性变形e立即恢复，立即恢复，之后随时间的发展，徐变也可以恢复一部分，之后随时间的发展，徐变也可以恢复一部分，这部分称之为这部分称之为滞后弹性变形滞后弹性变形，不可恢复的部，不可恢复的部分称为塑性变形。分称为塑性变形。 ectt)()()(tt)()(cebv三、混凝土徐变次内力计算三、混凝土徐变次内力计算v徐变系数的大小与加载时混凝土的加载龄期徐变系数的大小与加载时混凝土的加载龄期有很大

15、关系，加载龄期越大则徐变系数越小。有很大关系，加载龄期越大则徐变系数越小。定义定义 为加载龄期为为加载龄期为 的混凝土在的混凝土在 t时的时的徐变系数。徐变系数。 ),(tectt)()(v三、混凝土徐变次内力计算三、混凝土徐变次内力计算v老化理论老化理论v关于徐变系数发展曲线和加载龄期之间的关关于徐变系数发展曲线和加载龄期之间的关系有很多假定，使用最广泛的是老化理论。系有很多假定，使用最广泛的是老化理论。该理论假定：该理论假定：不同加载龄期不同加载龄期的混凝土徐变的混凝土徐变发展曲线，在任意时刻发展曲线，在任意时刻t (t )时，徐变系数时，徐变系数的增长速率相同的增长速率相同。v三、混凝土

16、徐变次内力计算三、混凝土徐变次内力计算v三、混凝土徐变次内力计算三、混凝土徐变次内力计算v老化理论的徐变系数关系表达式老化理论的徐变系数关系表达式为为 v式中式中 加载龄期为加载龄期为 的混凝土，在的混凝土，在t(t)时的徐变系数；时的徐变系数；v 加载龄期为加载龄期为 的混凝土，在的混凝土，在时时的徐变系数。的徐变系数。 ),(),(),(00tt),(0t),(000v三、混凝土徐变次内力计算三、混凝土徐变次内力计算v由老化理论得出的徐变发展曲线，是一组竖由老化理论得出的徐变发展曲线，是一组竖向平移的曲线。试验表明，老化理论比较向平移的曲线。试验表明，老化理论比较适适合早期加载的情况合早期

17、加载的情况。 v三、混凝土徐变次内力计算三、混凝土徐变次内力计算v徐变系数随时间的发展规律，德国狄辛格尔徐变系数随时间的发展规律，德国狄辛格尔(Dishinger)提出了指数函数曲线方程式提出了指数函数曲线方程式 v 或或 v式中式中 加载龄期为加载龄期为0(混凝土开始硬化混凝土开始硬化时时)的混凝土在的混凝土在t时的徐变系数；时的徐变系数；v 徐变终极值，即加载龄期为徐变终极值，即加载龄期为0的混凝土在的混凝土在t时的徐变系数，时的徐变系数，一般取一般取13； v 表示徐变系数增长速度的系数，一般表示徐变系数增长速度的系数，一般取取1.03.0(时间单位为年时间单位为年)。)1)(0 ,()

18、0 ,(tekt)1 (tkte)0 ,(t)0 ,(kv三、混凝土徐变次内力计算三、混凝土徐变次内力计算v老化理论徐变系数的表达式为老化理论徐变系数的表达式为 v只要知道了基本的徐变系数曲线只要知道了基本的徐变系数曲线 ，则后，则后期徐变系数期徐变系数 便可由上式求得。便可由上式求得。 v老化理论和狄辛格尔公式，具有概念明确、老化理论和狄辛格尔公式，具有概念明确、计算方便的优点，对于桥梁结构的计算也是计算方便的优点，对于桥梁结构的计算也是比较适用的，现在仍广泛应用。比较适用的，现在仍广泛应用。 )0 ,(t),(t)()0 ,()0 ,(),(tkeettv三、混凝土徐变次内力计算三、混凝土

19、徐变次内力计算v我国铁路桥规，采用下面公式计算徐变系数我国铁路桥规，采用下面公式计算徐变系数 v式中式中 ，表示加载初期产生的不可恢复的变形系数；，表示加载初期产生的不可恢复的变形系数；v 随混凝土龄期而增长的滞后塑性应变；随混凝土龄期而增长的滞后塑性应变； v 随时间而增长的滞后弹性应变；随时间而增长的滞后弹性应变；v 流塑系数，由周围环境湿度和截面理论厚度而定；流塑系数，由周围环境湿度和截面理论厚度而定；v 混凝土龄期为混凝土龄期为时的强度和最终强度。时的强度和最终强度。 )()()(4 . 0)(),(fffdatttRRa)(18 . 0)()(fft )(tdfRR,)(v三、混凝土

20、徐变次内力计算三、混凝土徐变次内力计算v我国公路桥规，采用下面公式计算徐变系数我国公路桥规，采用下面公式计算徐变系数公路新规范公路新规范JTG D62-2004v三、混凝土徐变次内力计算三、混凝土徐变次内力计算v我国铁路桥规，采用下面公式计算徐变系数我国铁路桥规，采用下面公式计算徐变系数)()()(4 . 0)(),(fffdattt铁路新规范铁路新规范TB1002.3-2005v试验表明，当混凝土中的应力为其极限强度的试验表明，当混凝土中的应力为其极限强度的0.30.6倍时，徐变变形与应力呈线性关系，称倍时，徐变变形与应力呈线性关系，称线性徐变线性徐变，可以采用叠加原理。可以采用叠加原理。v

21、当应力超过此界限后，随着应力的增加，徐变变形当应力超过此界限后，随着应力的增加，徐变变形增加得更快，呈非线性关系，称为增加得更快，呈非线性关系，称为非线性徐变非线性徐变。正。正常使用情况下，混凝土的最大应力常使用情况下，混凝土的最大应力0.5，属于线性，属于线性徐变范畴。徐变范畴。v为简化计算，说明徐变对恒载内力影响的基本规律，为简化计算，说明徐变对恒载内力影响的基本规律，本节计算中采用了如下本节计算中采用了如下基本假定基本假定：v(1)徐变系数随时间的发展规律采用徐变系数随时间的发展规律采用狄辛格尔公式狄辛格尔公式；v(2)徐变系数发展和加载龄期的关系采用徐变系数发展和加载龄期的关系采用老化

22、理论老化理论；v(3)徐变变形和应力呈线性关系，可采用徐变变形和应力呈线性关系，可采用叠加原理叠加原理；v(4)材料各向同性，混凝土受拉和受压材料各向同性，混凝土受拉和受压徐变系数相同徐变系数相同；v(5)不考虑结构内配筋的影响不考虑结构内配筋的影响，这对预应力混凝土结，这对预应力混凝土结构中含筋率较小的情况是适用的；构中含筋率较小的情况是适用的；v(6)混凝土混凝土弹性模量假定为定值弹性模量假定为定值。v (二二)徐变对恒载内力的影响徐变对恒载内力的影响v徐变对连续梁恒载内力的影响，视结构在施工过程徐变对连续梁恒载内力的影响，视结构在施工过程中是否发生体系转换而不同中是否发生体系转换而不同两

23、 跨 连 续 梁v 1连续梁在施工中连续梁在施工中不发生不发生体系转换体系转换v如上图所示，设连续梁施工完成时中支座截面的赘如上图所示，设连续梁施工完成时中支座截面的赘余未知力为余未知力为M1t，对于一次落架施工的连续梁，按，对于一次落架施工的连续梁，按力法，可得到这样的方程：力法，可得到这样的方程：v式中，式中， 为混凝土的徐变系数，式中的第一项表示为混凝土的徐变系数，式中的第一项表示由未知力由未知力M1t所产生的沿未知力方向所产生的沿未知力方向弹性变形弹性变形和和徐徐变变形变变形，第二项表示恒载所产生的沿未知力方向弹，第二项表示恒载所产生的沿未知力方向弹性变形和徐变变形。性变形和徐变变形。

24、0)1 ()1 (1111ptMv 1连续梁在施工中连续梁在施工中不发生不发生体系转换体系转换v由上式可以看出，由于第一及第二项中的系由上式可以看出，由于第一及第二项中的系数（数（1 1 ）可以同时消去，因此徐变对恒载）可以同时消去，因此徐变对恒载内力没有影响。内力没有影响。 v 2连续梁在施工中连续梁在施工中发生发生体系转换体系转换v对于对于先简支后连续先简支后连续的连续梁，连续梁施工完成时中的连续梁，连续梁施工完成时中支座截面的赘余未知力仍可设为支座截面的赘余未知力仍可设为M1t1t，按力法，可，按力法，可得到这样的方程：得到这样的方程： v由于自重所产生的弹性变形作用在简支梁上，所以由于

25、自重所产生的弹性变形作用在简支梁上，所以对形成的连续结构后的基本结构而言，仅有恒载引对形成的连续结构后的基本结构而言，仅有恒载引起的徐变变形。起的徐变变形。0)1 (1111ptMv 2连续梁在施工中连续梁在施工中发生发生体系转换体系转换v求解上式，可得：求解上式，可得：v令令 ，即为作用在先期结构上的恒载，即为作用在先期结构上的恒载，按后期结构计算得到的沿赘余力方向的弯矩按后期结构计算得到的沿赘余力方向的弯矩 。11111ptM1111pXv 2连续梁在施工中连续梁在施工中发生发生体系转换体系转换v从公式中可以看出从公式中可以看出: 徐变对结构的恒载内力有影响，但这种影响徐变对结构的恒载内力

26、有影响，但这种影响随时间的推移，徐变系数逐渐增大，因此最随时间的推移，徐变系数逐渐增大，因此最终，由于徐变的作用终，由于徐变的作用, ,使得最终的恒载内力图使得最终的恒载内力图接近于一次落架连续梁的恒载内力图。接近于一次落架连续梁的恒载内力图。 111XMtv连续梁在施工中连续梁在施工中是否发生是否发生体系转换对结构内力的体系转换对结构内力的影响小结：影响小结：v连续梁在施工过程中不发生体系转换时，徐变变形连续梁在施工过程中不发生体系转换时，徐变变形并不引起超静定结构内力的变化，即不会引起次内并不引起超静定结构内力的变化，即不会引起次内力。力。 v连续梁在施工过程中由静定结构体系转换为超静定连

27、续梁在施工过程中由静定结构体系转换为超静定结构体系，恒载内力的徐变将引起结构内力重分配，结构体系，恒载内力的徐变将引起结构内力重分配，使中间支座处的截面产生次弯矩。使中间支座处的截面产生次弯矩。 v(三三)徐变对支座位移引起内力的影响徐变对支座位移引起内力的影响v连续梁在弹性状态下某一支座发生位移而引起的内连续梁在弹性状态下某一支座发生位移而引起的内力，可用结构力学的一般方法求得。这一内力由于力，可用结构力学的一般方法求得。这一内力由于混凝土徐变受到约束而引起重分配。混凝土徐变受到约束而引起重分配。v设连续梁中支座发生了位移设连续梁中支座发生了位移1，所引起的中支所引起的中支座截面赘余未知力为

28、座截面赘余未知力为R1，按力法，可得到考，按力法，可得到考虑徐变的位移平衡方程：虑徐变的位移平衡方程：v式中的第一项表示由未知力式中的第一项表示由未知力R1所产生的沿未所产生的沿未知力方向的知力方向的弹性变形和徐变变形弹性变形和徐变变形，第二项表，第二项表示由于中支座的示由于中支座的竖向位移而引起的竖向位移而引起的沿未知力沿未知力方向的方向的瞬时位移瞬时位移。 0)1 (1111Rv求解方程求解方程v可以得到可以得到v其中其中 为不考虑徐变影响时由支座位移而引起为不考虑徐变影响时由支座位移而引起的内力。的内力。v可以看出，徐变对结构的内力有影响，但这种影响可以看出，徐变对结构的内力有影响，但这

29、种影响随时间的推移，徐变系数的增大，随时间的推移，徐变系数的增大， 的值在逐渐降的值在逐渐降低，最终随着徐变变形达到终极值而趋于稳定。徐低，最终随着徐变变形达到终极值而趋于稳定。徐变的结果使得支座位移引起的内力消失绝大部分。变的结果使得支座位移引起的内力消失绝大部分。 0)1 (1111R111111R11111v(四四)混凝土龄期差对徐变次内力的影响混凝土龄期差对徐变次内力的影响v若假设图若假设图431所示两跨简支梁在进行体系转换时的龄期不所示两跨简支梁在进行体系转换时的龄期不同且差别较大，由于存在龄期差，混凝土的徐变系数也有差同且差别较大，由于存在龄期差，混凝土的徐变系数也有差别，结构次内

30、力计算将复杂化。原则上仍可按前述基于力法别，结构次内力计算将复杂化。原则上仍可按前述基于力法的变形协调条件建立出变形增量协调微分方程组，解方程组的变形协调条件建立出变形增量协调微分方程组，解方程组且引入边界条件后，可得出徐变次内力。利用叠加原理，求且引入边界条件后，可得出徐变次内力。利用叠加原理，求总内力。总内力。v(四四)混凝土龄期差对徐变次内力的影响混凝土龄期差对徐变次内力的影响v对于采用悬臂施工法建造的大跨度混凝土桥等复杂对于采用悬臂施工法建造的大跨度混凝土桥等复杂结构而言，这种方法的计算是相当复杂的，实用中结构而言，这种方法的计算是相当复杂的，实用中常采用基于位移的有限元法进行分析。常

31、采用基于位移的有限元法进行分析。v五、温度内力、应力的计算五、温度内力、应力的计算v自自20世纪世纪60年代以来，全预应力混凝土桥梁常发现年代以来，全预应力混凝土桥梁常发现有裂缝，有的还很严重。研究表明：温度的影响是有裂缝，有的还很严重。研究表明：温度的影响是产生裂纹的主要原因之一。对于大跨度预应力混凝产生裂纹的主要原因之一。对于大跨度预应力混凝土箱形梁，特别是超静定结构，温度应力可达到甚土箱形梁，特别是超静定结构，温度应力可达到甚至超过活载应力。在各国的桥梁设计规范中已将温至超过活载应力。在各国的桥梁设计规范中已将温度列为设计荷载，并相应提出了计算方法。度列为设计荷载，并相应提出了计算方法。

32、v桥梁结构因自然条件变化而引起的温度作用，桥梁结构因自然条件变化而引起的温度作用，可归纳为可归纳为控制温度作用控制温度作用和和控制温差作用控制温差作用:v控制温度作用控制温度作用: 最高控制温度和最低控制温度。最高控制温度和最低控制温度。v控制温差作用控制温差作用: 结构各部位温度变化不一致。结构各部位温度变化不一致。 v(一一)结构温度场的确定结构温度场的确定v桥梁设计中，温度场的确定简化为沿桥梁桥梁设计中，温度场的确定简化为沿桥梁横向横向和和竖竖向向的温度梯度形式的确定。的温度梯度形式的确定。v各国桥梁规范对梁式结构沿梁高方向的温度梯度的各国桥梁规范对梁式结构沿梁高方向的温度梯度的规定有各

33、种不同的形式，可归纳为规定有各种不同的形式，可归纳为线性线性和和非线性非线性变变化两种。化两种。v1线性变化，梁式结构将产生挠曲变形，而线性变化，梁式结构将产生挠曲变形，而且梁在变形后服从平截面假定。因此，在且梁在变形后服从平截面假定。因此，在静静定梁式结构中定梁式结构中，线性变化的温度梯度只引起，线性变化的温度梯度只引起结构的变位而不引起温度次内力。结构的变位而不引起温度次内力。v在在超静定梁式结构超静定梁式结构中，它不但引起结构位移，中，它不但引起结构位移，而且因赘余约束的存在，从而产生结构内的而且因赘余约束的存在，从而产生结构内的温度次内力。温度次内力。v2非线性变化，即使是静定梁式结构，梁在挠曲变非线性变化，即使是静定梁式结构，梁在挠曲变形时，因梁要服从平截面假定，导致截面上的纤维因形时，因梁要服从平截面假定，导致截面上的纤维因温差的伸缩将受到约束，从而产生纵向约束应力。这温差的伸缩将受到约束，从而产生纵向约束应力。这部分在截面上自相平衡的约束应力称为温度自应力部分在截面上自相平衡的约束应力称为温度自应力0。 v而在超静定梁式结构中，除而在超静定梁式结构中，除温度自应力温度自应力0