滕華俊，祝志文,2，李健朋

(1.湖南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長沙 410082；2.汕頭大學(xué) 土木與環(huán)境工程系，廣東 汕頭 515063）

橋梁處于自然環(huán)境中，其溫度受太陽輻射和周圍環(huán)境溫度的變化而變化。溫度荷載作為一種重要的活載之一，需在橋梁設(shè)計和施工的荷載組合中予以合理考慮。忽略或未能正確估計溫度荷載效應(yīng)可能會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效，比如溫度導(dǎo)致的鋼橋低周疲勞開裂[1]。橋梁溫度荷載包括均勻溫度和梯度溫度2種作用形式。后者是溫度在橋梁不同部位分布不一致，也即在某一方向溫度場存在梯度。溫度梯度與多種因素的共同作用有關(guān)，如大氣溫度、太陽輻射強(qiáng)度、風(fēng)速、結(jié)構(gòu)形式、材料類型和橋面鋪裝及厚度，包括正溫差和負(fù)溫差。TONG等[2-3]利用青馬大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)，模擬了環(huán)境氣溫、太陽輻射和逆輻射、輻射系數(shù)、散熱系數(shù)和吸收率等對鋼桁梁懸索橋溫度場的影響，并將結(jié)果與縮尺模型和實橋進(jìn)行了對比。LUCAS等[4]分析了諾曼底斜拉橋鋼箱梁溫度實測數(shù)據(jù)，給出了鋼箱梁溫度的變化規(guī)律，但現(xiàn)場布設(shè)的測點(diǎn)偏少。丁幼亮等[5-6]以潤揚(yáng)大橋懸索橋和北汊斜拉橋箱梁頂板和底板溫度監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行了分析，利用極值樣本通過威布爾分布估計了2橋鋼箱梁橫隔板中線的溫差標(biāo)準(zhǔn)值分別為20.8℃和17.3℃，但其研究測點(diǎn)數(shù)偏少，也沒有給出豎向溫度梯度。MIAO等[7]對運(yùn)營中的潤揚(yáng)大橋懸索橋鋼箱梁進(jìn)行了現(xiàn)場溫度測試，并開展了鋼橋面鋼箱梁溫度應(yīng)力有限元分析，但實測最大豎向溫度梯度達(dá)40℃，明顯大于國內(nèi)外規(guī)范的最大值。KIM等[8]對曲線鋼箱梁橋在太陽輻射下形成的不均勻溫度分布及溫差效應(yīng)開展了研究，并研究了施工過程中鋼箱梁斜拉橋的溫度變化規(guī)律，由于沒有鋪裝層，因此不能反映成橋運(yùn)營的實際情況。ZHOU等[9]基于氣象數(shù)據(jù)和少量現(xiàn)場實測開展了Humber大橋鋼箱加勁梁的橫向溫度場分析，其橫向溫度偏大，原因是測量了非結(jié)構(gòu)部分的風(fēng)嘴鋼板溫度。ZHOU等[10]基于廣義Pareto分布和橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)，對九堡大橋鋼-混組合主梁100 a極值豎向溫度梯度進(jìn)行了估計，結(jié)果低于規(guī)范值。LIU等[11]開展了施工階段熱攤鋪環(huán)氧鋪裝時鋼箱加勁梁的溫度場分析，分析了熱應(yīng)力作用下正交異性鋼橋面板的穩(wěn)定性，但分析工況與日照溫度梯度無關(guān)。LAWSON等[12]對鋼-混組合主梁的溫度場和溫度應(yīng)力進(jìn)行了分析，但數(shù)值分析的影響因素多，部分參數(shù)難以確定，其研究結(jié)果需要通過實橋驗證。我國現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計規(guī)范[13]沒有關(guān)于鋼橋面鋼箱梁豎向溫度梯度的規(guī)定，此類橋梁設(shè)計均借鑒歐洲規(guī)范[14]或英國規(guī)范[15]，或者套用混凝土橋梁或鋼-混組合梁豎向溫度梯度的規(guī)定，使得橋梁設(shè)計和建設(shè)的合理性存疑。但鋼橋面鋼箱梁在我國大跨度橋梁建設(shè)中應(yīng)用非常廣泛，而國內(nèi)外在鋼橋面鋼箱梁豎向溫度梯度上開展的研究比較少。作者在湖北、湖南和廣東的多座鋼橋上開展了多年現(xiàn)場實測，因篇幅有限，僅以分別位于長沙和佛山的2座正交異性鋼橋面板鋼箱梁橋為例，給出高溫和強(qiáng)太陽輻射天氣條件下的現(xiàn)場實測結(jié)果。通過鋼箱梁豎向溫度梯度的分析，提出一種適合我國鋼箱梁豎向溫度梯度模式。

1 歐洲規(guī)范相關(guān)規(guī)定

國內(nèi)外規(guī)范中僅歐洲規(guī)范[14]和英國BS 5400[15]規(guī)范明確規(guī)定了正交異性鋼橋面鋼箱梁的豎向溫度梯度模式。因前者基于后者，此處僅介紹前者。歐洲規(guī)范明確給出了2種豎向溫度分布模式，一種是等效線性溫度梯度模式，也即對50 mm鋪裝的鋼橋面，正溫度梯度為18℃，底板為0℃；負(fù)溫度梯度為13℃，頂板為0℃；溫度梯度在頂?shù)装彘g線性分布。如鋪裝厚度非50 mm，溫度梯度需乘系數(shù)ksur，如表1所示。

表1 不同鋪裝層形式和厚度的影響系數(shù)ksur建議值Table 1 Recommended values of ksur to account for different thickness and type of surfacing

第2種豎向溫度梯度模式如圖1所示。40 mm厚鋪裝的其正溫度梯度用3個不同高度的控制點(diǎn)及溫度值用折線描述，因此為非線性豎向溫度梯度模式，其他高度處的溫度梯度值根據(jù)式(1)計算，其中y為關(guān)心點(diǎn)到橋面頂板的距離；其負(fù)溫度梯度為單折線模式。對其他厚度的鋪裝，折線控制點(diǎn)溫度建議值見表2，但鋪裝層厚度大于40 mm無相關(guān)規(guī)定。在我國，鋪裝層厚度多在50～70 mm范圍，因此歐洲規(guī)范的相關(guān)規(guī)定是否適應(yīng)我國鋼橋是存在疑問的。2種模式?jīng)]有在鋪裝厚度上統(tǒng)一，且第2種的正溫度梯度ΔT1明顯大于第1種，而負(fù)溫度梯度則相反。

圖1 歐規(guī)鋼箱梁豎向溫度梯度Fig.1 Vertical temperature gradient of steel box girder per Eurocode

表2 考慮不同鋪裝層厚度的折線控制點(diǎn)溫度梯度建議值Table 2 Recommended values ofΔT to account for different thickness of surfacing

2 鋼箱梁豎向溫度場的現(xiàn)場實測

因論文篇幅限制，下面以位于長沙市和佛山市的2座鋼橋面鋼箱梁橋梁為例，開展鋼箱梁豎向溫度場的現(xiàn)場實測，2橋分別位于中南和華南地區(qū)，研究結(jié)果具有一定的代表性。

2.1 長沙三汊磯大橋

2.1.1 橋梁概況和測點(diǎn)布置

三汊磯大橋位于湖南省長沙市北郊，為鋼箱梁自錨式懸索橋，橋梁軸線約為東西偏北30°。大橋中跨主纜垂跨比為1/5，主纜中心距25 m。鋼箱加勁梁跨徑布置為70 m+132 m+328 m+132 m+70 m，如圖2所示。橋面布設(shè)雙向6車道和每側(cè)3 m寬人行道、2 m寬吊索區(qū)以及1 m寬風(fēng)嘴。加勁梁頂板和底板分別寬33 m和27.3 m，全寬35 m，中線處梁高3.6 m，如圖3所示。采用正交異性鋼橋面板，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段內(nèi)面板厚度14 mm，底板厚度12 mm；滿腹式橫隔板厚10 mm，間距3 m；斜腹板厚8 mm；吊桿錨固區(qū)兩側(cè)的內(nèi)外縱隔板厚度分別為12 mm和16 mm。鋼箱梁采用Q345D鋼材，橋面鋪裝為60 mm瀝青混凝土，并設(shè)2.0%雙向橫坡。

圖2 三汊磯大橋立面布置Fig.2 Span arrangement of Sanchaji Bridge

圖3 箱梁橫斷面及橫隔板測試斷面位置Fig.3 Girder cross section of Sanchaji Bridge and measurement location on diaphragm

順橋向溫度測試位置在圖2東端70 m邊跨的跨中橫隔板，橋面在任何時刻的太陽輻射均不受遮擋。在該橫隔板橫橋向選擇2個溫度測試斷面，第1測試斷面A位于橋面板縱肋U6和U7之間(頂板U肋編號從圖3北側(cè)的第1個U肋往南編號)；第2測試斷面B位于U19和U20之間。2個測試斷面沿豎向均布設(shè)26個溫度測點(diǎn)，并采用相同的測點(diǎn)布置方式，前者編號為a0～a25，后者編號為b0～b25?？紤]到太陽輻射形成的豎向溫度梯度表現(xiàn)為靠近橋面逐漸增大的特點(diǎn)，測點(diǎn)布置靠近頂板逐漸加密，從頂板底面到上部水平加勁肋600 mm距離內(nèi)布設(shè)了15個測點(diǎn)，以捕捉頂板以下沿豎向快速變化的溫度梯度，如圖4(a)所示。

其中第1個測點(diǎn)a0位于鋪裝層頂面，第2個測點(diǎn)在頂板底面，第3測點(diǎn)距第1測點(diǎn)5 mm；第5與第4測點(diǎn)，以及第4與第3測點(diǎn)距離均為10 mm；以下測點(diǎn)距離逐漸增大，底板上方第1個測點(diǎn)到底板的距離為560 mm，如圖4(b)所示。斷面B測點(diǎn)布置方式與斷面A同。

圖4 橫隔板斷面A測點(diǎn)布置Fig.4 Measurement points at section A

采用FLUKE手持式非接觸紅外測溫儀測量溫度，其測量范圍為18℃～275℃；在0℃～100℃范圍內(nèi)精度為±2%，測量響應(yīng)時間小于500 ms；采用該儀器完成1個斷面溫度的連續(xù)測試時間大約為1 min。由于豎向溫度梯度隨時間的變化相對較慢，因此可認(rèn)為一個斷面溫度的測量結(jié)果同步。

2.1.2 試驗結(jié)果及分析

1)2017年7月17日

從2017年7月12日開始長沙連續(xù)多日晴天，太陽輻射強(qiáng)，高溫炎熱。試驗當(dāng)天晴朗，南風(fēng)1～2級，預(yù)報氣溫為29℃～37℃。當(dāng)天日出、日中和日落時間分別是5:42，12:34和19:26。因橋梁軸線接近東北-西南走向，上午鋼箱梁下游側(cè)受太陽照射；相反，下午鋼箱梁上游受太陽輻射。根據(jù)橋梁日照溫度變化的特點(diǎn)，14:00～16:00每隔30 min測量一次，在該時間段前后測量間隔為1 h，晚8:00到早9:00之間間隔為2 h。

圖5給出了當(dāng)天氣溫、行車道鋪裝溫度、箱內(nèi)氣溫，以及測試斷面A上頂板測點(diǎn)a1和底板測點(diǎn)a25的溫度變化，可見這5點(diǎn)溫度有相同的變化趨勢。從氣溫看，早7:00后氣溫開始上升，在14:00～16:00為當(dāng)日最高氣溫37℃，隨后氣溫開始下降。同樣，早7:00后鋪裝溫度、箱內(nèi)氣溫、a1和a25測點(diǎn)溫度均開始上升。但鋪裝和頂板溫升很快，前者在14:00到達(dá)最高值64.2℃，并在14:00后下降較快；后者在16:00達(dá)到最高值57.4℃，且滯后2 h；鋪裝溫度16:00后已低于面板溫度。

底板和箱內(nèi)氣溫全天差別不大，均稍高于氣溫，其最大值均明顯滯后氣溫。從圖5可見，箱梁頂板溫度顯著高于箱內(nèi)氣溫和底板溫度，在14:00～18:00之間箱梁頂板和底板存在較大的溫差。這是因為鋼箱加勁梁為全封閉鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)橋面板溫度高于梁底板溫度時，熱空氣在上部，導(dǎo)致鋼箱梁內(nèi)自然對流困難，因而能長時間地維持較大的頂?shù)装鍦夭?。如設(shè)測點(diǎn)到橋面頂板的距離為y，圖6(a)為午夜0:00到早上7:00的溫度曲線，可見從0:00開始，整個斷面溫度都在逐漸降低，這是因為無太陽輻射或很弱，因其溫度高于周圍大氣，在對流和逆輻射作用下，與大氣接觸的箱體在散發(fā)熱量，所以梁底和梁頂?shù)臏囟认鄬^低，導(dǎo)熱作用又使得箱梁內(nèi)部其他位置的溫度也降低。另外，早7:00鋼箱梁整體溫度相對最低，且最低部位是梁頂。

圖5 溫度測量值隨時間的變化Fig.5 Measured temperature and its variation with time

圖6(b)是斷面A在9:00～13:00溫度分布，此時梁頂溫度快速升高。鋼材導(dǎo)熱使得熱量由頂面經(jīng)橫隔板向下傳輸，使得其中下部溫度也緩慢升高，但梁體上部溫升明顯快于中下部，因而溫度梯度明顯大于中下部，在13:00時梁頂和梁底溫度已分別達(dá)52℃和37.8℃。圖6(c)是斷面A在14:00～16:00溫度分布。雖然日中時間12:34后太陽輻射逐漸減弱，但鋪裝吸收的熱量仍然大于散失的熱量，因此鋪裝層溫升且在14:00達(dá)到最高值。這個時段鋪裝溫升放緩但梁頂溫度仍在升高，且熱量從頂板經(jīng)橫隔板往下部傳輸，因此頂板溫升速度逐漸放慢，在16:00頂板溫度達(dá)到當(dāng)天最高溫度57.6℃，此時梁底溫度為41.6℃，對應(yīng)的頂?shù)装鍦夭钸_(dá)16℃，比較該時段橫隔板溫升可見，橫隔板中部溫升最大，底部次之，頂部最小。圖6(d)是17:00～22:00的溫度分布，可見17:00梁頂?shù)臏囟葹?6.8℃，已較16:00下降0.8℃，但梁體中下部較16:00提高1℃～2℃，因此頂?shù)装鍦夭钤跍p小。此后由于太陽輻射強(qiáng)度繼續(xù)減弱和梁體的逆輻射和對流效應(yīng)，梁頂溫度降低較快。17:00～20:00梁體中下部的溫度降低很慢。由于19:26后日落，因此20:00以后橫隔板整體溫降較快。

圖6 斷面A不同時刻溫度測量值Fig.6 Measured temperature evolution on section A

從24 h數(shù)據(jù)來看，11:00～20:00的11條溫度曲線，均表現(xiàn)出在離橋面頂板700 mm處(a16測點(diǎn)離橋面板底面距離728 mm)的轉(zhuǎn)折特征，在該點(diǎn)以上為微彎外凸曲線，而a16測點(diǎn)到梁頂?shù)木嚯x約為橫隔板高度的1/5，但其與頂板的溫差顯著大于橫隔板腹板梁高4/5的下段。梁頂9:00～20:00為正溫度梯度，頂?shù)装遄畲鬁夭畛霈F(xiàn)在14:30，其值為16.8℃；22:00～7:00為負(fù)溫度梯度，最大約為2℃；需要指出，因底板溫度一直最低，因此未見梁底溫度梯度。圖7是13:00～17:00的高溫時段，斷面A上的溫度梯度分布，各測點(diǎn)的溫度梯度值是將其溫度減去同一時刻的底板溫度值?？梢姼鲿r刻分布趨勢完全相同。在14:30～16:00時段內(nèi)溫度梯度分布差別很小，且曲線在離橋面板700 mm處有明顯的轉(zhuǎn)折特征。

圖7 斷面A溫度梯度分布Fig.7 Temperature gradient on section A

2)2016年9月2日

試驗當(dāng)天白天晴朗無云，太陽輻射強(qiáng)，無持續(xù)風(fēng)向微風(fēng)。當(dāng)天日出、日中和日落時間分別為6:07，12:28和18:48。其前一天多云，氣溫22～28℃，北風(fēng)1～2級。試驗的環(huán)境氣溫有所降低，其最高和最低氣溫分別降低3℃和6℃。測試時間及間隔與2017年7月17日相同，但與前一次測量相比，太陽直射地球的緯度南移，仍然，上午鋼箱梁下游側(cè)受太陽照射；相反，下午鋼箱梁上游受太陽輻射。

圖8給出了氣溫較高時段斷面A和B上的溫度梯度測量值，時間從13:00到17:00。從2個斷面的溫度梯度曲線看，二者的形狀和變化趨勢完全相同，斷面A的最大溫差發(fā)生在15:30，為14.4℃；斷面B為14℃，發(fā)生在15:00。另外，2個測試斷面13:00到17:00的溫度梯度曲線，均表現(xiàn)出在離頂板700 mm處的轉(zhuǎn)折特征。與2017年7月17日的實測相比，鋼箱梁頂?shù)装鍦夭钭畲笾禍p小了2.4℃，但試驗當(dāng)天的最高氣溫也較2017年7月17日低了3℃。另外，頂?shù)装鍦夭钭畲笾祵?yīng)的時刻也滯后1 h。

圖8 不同時刻溫度梯度測量值Fig.8 Evolution of measured temperature gradient on

2.2 佛山平勝大橋

2.2.1 工程概況

平勝大橋是佛山東一環(huán)跨越平洲水道的獨(dú)塔自錨式懸索橋，位于長沙三汊磯大橋正南方向，距三汊磯大橋475 km。立面布置為6×40 m+30 m(混凝土加勁梁及錨跨)+350 m(鋼加勁梁)+2×30 m(混凝土錨跨)，該橋為南北走向，且南向和北向分幅，單向設(shè)計為5車道；加勁梁為全焊扁平閉口鋼箱梁，內(nèi)設(shè)2道16 mm厚的通長縱隔板將加勁梁分隔成單箱三室，縱隔板上布置豎向加勁肋，并沿高度方向布設(shè)5道水平加勁肋。計入懸挑人行道寬度和檢修道寬度的梁寬為26.1 m，梁高3.5 m，見圖9所示。正交異性鋼橋面面板和底板厚分別為16 mm和14 mm，實腹式橫隔板間距3.0 m，厚度10 mm。另外，橋面鋪設(shè)50 mm環(huán)氧瀝青混凝土。

圖9 鋼箱梁橫斷面及測試斷面位置Fig.9 Stiffening girder cross section and location of measurement on diaphragms

考慮到夏天高溫測量的方便和測試人員的安全性，溫度測試位置順橋向選擇在靠近主塔的第1根吊桿橫隔板D114(鋼箱梁橫隔板順橋向從最北端第1個D1開始往南編號)，該橫隔板橋面在任何時刻均受主塔對太陽輻射的遮擋。在該橫隔板上沿橫橋向選擇2個溫度測試斷面，第1個測試斷面A位于橋面板縱肋R12和R13之間(頂板U肋從東側(cè)(E)的第1個閉口縱肋開始往西側(cè)(W)編號)；第2個測試斷面B位于R17和R18之間。2個測試斷面沿豎向均布設(shè)26個溫度測點(diǎn)，并采用相同的測點(diǎn)間距，前者編號為A0～A25，后者編號為B0～B25，測點(diǎn)布置與三汊磯大橋類似，測點(diǎn)A0在鋪裝層頂面?，F(xiàn)場實測在2016年7月23日～2016年7月24日開展，分別稱為工況1～工況2。

2.2.2 試驗結(jié)果與分析

1)工況1。試驗前一天和當(dāng)天晴朗，太陽輻射強(qiáng)，無持續(xù)風(fēng)向微風(fēng)，溫度范圍為27℃～36℃；日出、日中和日落時間分別為凌晨5:53，12:33和19:13。但因受東側(cè)鋼箱梁的遮擋，所測鋼箱梁東側(cè)面上午無法被太陽照射，而所測鋼箱梁西側(cè)有3 m的人行道懸挑，除風(fēng)嘴上斜腹板，鋼箱梁其他側(cè)面也幾乎無法被太陽照射。

圖10給出了斷面A上各測點(diǎn)以2 h為時間間隔的溫度值和溫度梯度演化?？梢?，從凌晨2點(diǎn)到6點(diǎn)，整個斷面的溫度都在降低，早上6點(diǎn)后已日出，斷面溫度下降明顯放緩。此后因太陽照在鋼箱梁頂板上，靠近頂板的測點(diǎn)溫度快速升高；但鋼箱梁底板因無日照，溫度升高主要依賴從頂板熱傳導(dǎo)過來的熱量，溫升非常緩慢，因此頂?shù)装鍦夭畈粩嘣龃?，?4點(diǎn)左右達(dá)到最大值，如圖11(b)所示。此后頂板溫升放緩而底板溫升緩慢增大。16點(diǎn)后頂板溫度降低，但底板溫度還在升高，因此頂?shù)装鍦夭钤跍p小。20點(diǎn)后包括頂?shù)装逶趦?nèi)的斷面溫度均在下降，但頂板溫降比底板大。

圖10 D114橫隔板斷面A工況1不同時刻溫度值Fig.10 Temperature evolution on section A of diaphragm D114 for Case 1

因高溫時段測量間隔小，圖11給出了斷面A典型高溫時刻的溫度分布曲線和溫度梯度曲線。可見頂板溫度在15點(diǎn)達(dá)到最高，隨后開始下降，但底板溫度逐漸升高。溫度梯度曲線顯示，14:30的頂?shù)装鍦夭钭畲?，達(dá)到17.2℃，且溫度梯度曲線也呈現(xiàn)出在離頂板700 mm處明顯的轉(zhuǎn)折特征。

圖11 D114橫隔板斷面A工況1高溫時段溫度值Fig.11 Temperature evolution on section A of diaphragm D114 during high temperature period for Case 1

2)工況2。工況2當(dāng)天多云和無持續(xù)風(fēng)向微風(fēng)，溫度27～36℃；日出時間為05:54，日中和日落時間分別是12:33和19:13。圖12(a)為斷面A上各測點(diǎn)在溫度較高時段(13:30～17:00)的溫度梯度?？梢?6:00前，橫隔板溫度整體上升，16:00后頂板溫度開始下降，但橫隔板腹板下部溫度還在上升。圖12(b)是14:00～16:00溫度梯度曲線?？梢?5:00的頂?shù)装鍦夭钭畲?，達(dá)到16.4℃，因此最大值減小了0.8℃。另外，14:00到16:00時段內(nèi)斷面A的溫度梯度分布差別并不大，也即較大的豎向溫度梯度將在橫隔板上維持2～3 h。

圖12 D114橫隔板斷面A工況2高溫時段溫度值Fig.12 Temperature evolution on section A of diaphragm D114 for Case 2

3 建議的溫度梯度模式

基于2橋鋼箱梁橫隔板上觀測到的最大頂?shù)装鍦夭睿⒁詫?yīng)時刻實測的橫隔板溫度梯度分布，研究適合我國豎向溫度梯度模式。2橋觀測到的最大頂?shù)装鍦夭?，前者?6.8℃，后者為17.2℃，均略小于文獻(xiàn)[6]頂?shù)装遄畲鬁夭钪担粚?yīng)的豎向溫度梯度分布如圖13所示?？梢?橋雖南北相距475 km(三汊磯大橋在平勝大橋正北方位)，但橫隔板不僅頂?shù)装遄畲鬁夭罱咏?，發(fā)生的時間也均為14:30，而且豎向溫度梯度分布比較一致，特別是在距離頂板700 mm處曲線呈現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折特征。如認(rèn)定頂板溫差最大值為最不利情況，則可利用14:30時候2橋的豎向溫度梯度分布曲線，參考并修正歐洲規(guī)范的修正四折線溫度梯度模式。為此，確定4個溫度基點(diǎn)，其離開頂板的距離分別是0，100，300和700 mm，修正的梯度溫度分布模式如圖14所示，對應(yīng)的4個溫度基點(diǎn)分別是ΔT1=17.2℃，ΔT2=13℃，ΔT3=8℃和ΔT4=4.5℃。

圖13 豎向溫度梯度測量與擬合Fig.13 Measured and fitted vertical temperature gradient

圖14 建議的豎向溫度梯度Fig.14 Suggested vertical temperature gradient

與圖1歐洲規(guī)范規(guī)定的鋼箱鋼橋面豎向正溫度梯度的第2種模式相比，最大頂?shù)装鍦夭瞀1與其第1種模式的頂?shù)装鍦夭罘浅＝咏?，但明顯小于第2種模式的ΔT1，也即靠近頂板的豎向溫度梯度減小了。但應(yīng)注意到，三汊磯大橋和平勝大橋鋪裝層厚度分別是60 mm和50 mm，均大于歐洲規(guī)范第2種豎向溫度梯度模式針對的40 mm鋪裝層厚度。因此，ΔT1的明顯減小是否與鋪裝層厚度有關(guān)，值得進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

1)鋪裝層、鋼箱梁頂?shù)装搴拖鋬?nèi)空氣均表現(xiàn)出與環(huán)境氣溫相同的變化趨勢。鋪裝快速升溫并在14:00左右達(dá)到最大值；鋼箱梁頂板溫度在16:00左右達(dá)到最高值；頂板和底板在14:00～18:00之間存在較大溫差。

2)雖2橋南北直線距離相距475 km，但橫隔板豎向溫度梯度分布和變化極為相似。記錄到的2橋最大頂?shù)装鍦夭罹?4:30，分別為16.8℃和17.2℃，差別很小。

3)高溫時段豎向溫度梯度分布曲線均表現(xiàn)出在距離頂板700 mm處明顯的轉(zhuǎn)折特征。與頂?shù)装遄畲鬁夭顣r刻對應(yīng)的豎向溫度梯度分布中，顯著的溫度梯度主要集中在橫隔板上部1/5梁高范圍內(nèi)。提出的修正的四折線非線性豎向溫度梯度模式，對應(yīng)的4個溫度基點(diǎn)值分別是ΔT1=17.2℃，ΔT2=13℃，ΔT3=8℃和ΔT4=4.5℃，基點(diǎn)間距分別是100，200和400 mm。

本文結(jié)果能為我國鋼橋設(shè)計和規(guī)范條文補(bǔ)充提供參考。需要指出，本文建議的最大頂?shù)装鍦夭羁赡芷?。未來將考慮對同一座和多座鋼箱梁橋開展多年多次的現(xiàn)場溫度測量，并采用合適的極值估計方法，確定橋梁設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)的頂?shù)装鍢O值溫差分布和合理的豎向溫度梯度模式。