组合板梁桥温度梯度模式评价方法与流程
本发明属于桥梁温度检测技术领域，具体涉及到一种组合板梁桥温度梯度模式的评价方法。
背景技术：
桥梁结构处于自然环境中，不可避免的受到大气温度和太阳辐射的影响，影响桥梁结构内部的温度分布，产生温度梯度。对于大跨度钢桥，由于钢材的导热性能好，对温度变化比较敏感，作用于桥梁结构中的温度荷载会造成结构的变形，改变结构的标高，同时会产生附加应力，最终对桥梁结构造成损伤，因此需对钢桥中的温度荷载进行研究。而桥梁结构的温度荷载表现出来便是桥梁中随时间变化而变化的温度场，所以，为分析温度效应对桥梁结构的影响，首先需对桥梁的温度场分布进行研究。
桥梁结构上的温度作用分为均匀温度作用和梯度温度作用。梯度温度作用又可分为竖向温度梯度作用和横向温度梯度作用。温度梯度作用在桥梁结构上会引起温度自约束应力，即结构内部纤维间温度不同，产生的应变差受到纤维间相互约束而引起应力。桥梁结构在日照作用下产生显著温度效应的现象最早于20世纪50年代由前联邦德国学者发现。近几十年来，国内外都发生了由温度应力导致桥梁结构发生严重损坏的事故。国内外学者对桥梁结构温度作用的早期研究均集中于混凝土桥梁，提出了一系列研究方法并取得了一些研究成果。
随着钢桥在桥梁建设中的日益广泛使用，针对我国钢桥温度梯度的设计规范条文亟待形成，然而我国幅员辽阔，各地区气候差异较大，钢桥形式多样，温度影响因素众多，通过实测所取得的温度数据有限，不足以形成规范条文，因此对钢桥温度场迫切需要开展广泛而深入的研究。
我国现行的《公路桥涵设计通用规范》(jtgd60—2004)规定的温度梯度模式参照美国aashto规范而得，且只给出了铺装后混凝土梁与钢‐混组合梁的日照温度梯度。同时，我国现行的《铁路桥梁钢结构设计规范》对组合板梁温度梯度取值没有进行规定。工程设计一般参照英国桥梁规范bs‐5400对结构温度效应进行估算，但由于日照、气象、地理环境等影响桥梁结构温度分布的外在环境因素的不同，bs‐5400温度梯度曲线不一定适用于中国的桥梁结构。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种组合板梁桥温度梯度模式评价方法。目的在于得到适用于我国组合板梁桥温度梯度模式。
本发明的技术方案是由以下步骤实现的：
(1)在组合梁桥的混凝土顶板和钢腹板上布置温度测点并采集温度，每次采集时间间隔为2～5分钟；
(2)将采集获得的组合梁桥温度进行分析，找出钢腹板下翼缘各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，以温度为横坐标，腹板测点间的距离为纵坐标，作出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到竖向温度梯度曲线；找出混凝土顶板各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，以温度为横坐标，混凝土顶板测点间的距离为纵坐标，作出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到横向温度梯度曲线；
(3)将得到的温度梯度曲线简化成折线，为温度梯度模式；
(4)得到竖向温度梯度模式钢腹板各折点的日极值温差值和横向温度梯度模式混凝土顶板各折点的日极值温差值；
钢腹板各折点日极值温差值为各折点处测点温度值减去钢腹板测点最低温度值，混凝土顶板各折点的日极值温差值为混凝土顶板各折点处测点温度值减去混凝土顶板测点最低温度值；
(5)对组合梁桥的混凝土顶板和钢腹板各个折点的日极值温差值进行统计分析，得到温差概率分布直方图，再对直方图进行概率拟合，得到日极值温差概率密度函数；
统计混凝土顶板和钢腹板各个折点的日极值温差值并输入到计算机，应用origin8.0数理统计分析软件分别做出混凝土顶板和钢腹板的各折点的日极值温差值的概率直方图，再分别对混凝土顶板和钢腹板各折点的日极值温差值的概率直方图进行函数拟合，得到对应的概率密度函数f(x)；
(6)通过概率密度函数p0，计算设计基准期为100年，不同重现期n的温差标准值t；
概率密度函数f(x)所对应的分布函数为fx(x)，则设计基准期100年内的顶板和各个折点的极值温差值的累积分布函数fy(x)为：fy(x)＝[fx(x)]100；
温差标准值的保证率为p0，
(7)为方便在实际工程中的应用，对不同重现期无铺装和铺装后组合板梁的温差标准值进行偏安全取整，得到温差标准值的建议值。
上述的步骤(1)在钢腹板和混凝土顶板上布置温度测点为：两侧钢腹板布置温度测点位置以距混凝土顶板上表面的垂直距离表示为0.0m，0.12m，0.2m(混凝土顶板内)，0.2m(钢腹板)，0.25m，0.35m，0.5m，0.95m和腹板与下翼缘相交处；混凝土顶板内横向中间处布置温度测点。
上述的组合板梁桥为无铺装组合板梁桥，无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面处日极值正温差标准值t1符合极值ⅰ型分布，其概率密度函数为：
式中μ＝2.79，σ＝1.45，重现期n＝50年，t1＝15.1℃；重现期n＝100年，t1＝16.1℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t1＝8.4℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t1＝9.5℃；
无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值正温差标准值t2符合极值ⅰ型分布，其概率密度函数为：
式中μ＝4.56，σ＝1.86，重现期n＝50年，t2＝20.4℃；重现期n＝100年，t2＝21.7℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t2＝11.8℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t2＝13.1℃；
无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.5m处日极值正温差标准值t3符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝1.65，σ＝0.55，重现期n＝50年，t3＝3.6℃；重现期n＝100年，t3＝3.7℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t3＝2.8℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t3＝2.9℃；
无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面处日极值负温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-8.90，σ＝3.68，重现期n＝50年，t1＝-21.9℃；重现期n＝100年，t1＝-22.6℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t1＝-16.4℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t1＝-17.5℃；
无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值负温差标准值t2符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-10.12，σ＝4.20，重现期n＝50年，t2＝-25.0℃；重现期n＝100年，t2＝-25.7℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t2＝-18.7℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t2＝-19.9℃；
无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中腹板与下翼缘相交处日极值负温差标准值t3符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-3.16，σ＝1.82，重现期n＝50年，t3＝-9.6℃；重现期n＝100年，t3＝-9.9℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t3＝-6.9℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t3＝-7.4℃；
无铺装组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处正温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝1.29，σ＝0.36，重现期n＝50年，t1＝2.5℃；重现期n＝100年，t1＝2.6℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t1＝2.0℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t1＝2.1℃；
无铺装组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板与右侧钢腹板交点处的温差标准值t2符合极值ⅰ型分布，其概率密度函数为：
式中μ＝0.41，σ＝0.20，重现期n＝50年，t2＝2.1℃；重现期n＝100年，t2＝2.3℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t2＝1.2℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t2＝1.3℃；
无铺装组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处负温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-1.54，σ＝0.51，重现期n＝50年，t1＝-3.3℃；重现期n＝100年，t1＝-3.4℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t1＝-2.6℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t1＝-2.7℃；
上述的组合板梁桥为5cm沥青铺装组合板梁桥，5cm沥青铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面处日极值正温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝7.47，σ＝1.90，重现期n＝50年，t1＝14.2℃；重现期n＝100年，t1＝14.5℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t1＝11.4℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t1＝11.9℃；
5cm沥青铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值正温差标准值t2符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝8.57，σ＝1.76，重现期n＝50年，t2＝14.8℃；重现期n＝100年，t2＝15.2℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t2＝12.2℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t2＝12.7℃；
5cm沥青铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.5m处日极值正温差标准值t3符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝1.50，σ＝0.71，重现期n＝50年，t3＝4.0℃；重现期n＝100年，t3＝4.2℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t3＝3.0℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t3＝3.2℃；
5cm沥青铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面处日极值负温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-4.38，σ＝1.86，重现期n＝50年，t1＝-11.0℃；重现期n＝100年，t1＝-11.3℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t1＝-8.2℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t1＝-8.7℃；
5cm沥青铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值负温差标准值t2符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-9.10，σ＝3.04，重现期n＝50年，t2＝-19.9℃；重现期n＝100年，t2＝-20.4℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t2＝-15.3℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t2＝-16.2℃；
5cm沥青铺装组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处正温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝1.96，σ＝0.57，重现期n＝50年，t1＝4.0℃；重现期n＝100年，t1＝4.1℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t1＝3.1℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t1＝3.3℃；
5cm沥青铺装组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板与右侧钢腹板交点处的温差标准值t2符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝0.67，σ＝0.24，重现期n＝50年，t2＝1.5℃；重现期n＝100年，t2＝1.6℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t2＝1.1℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t2＝1.2℃；
5cm沥青铺装组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处负温差标准值t1符合极值ⅰ型分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-3.61，σ＝0.44，重现期n＝50年，t1＝-4.5℃；重现期n＝100年，t1＝-4.6℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t1＝-4.2℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t1＝-4.3℃；
上述的组合板梁桥为10cm沥青铺装组合板梁桥，10cm沥青铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面处日极值正温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝8.36，σ＝2.00，重现期n＝50年，t1＝15.4℃；重现期n＝100年，t1＝15.8℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t1＝12.5℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t1＝13.0℃；
10cm沥青铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.5m处日极值正温差标准值t3符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝36，σ＝0.51，重现期n＝50年，t3＝3.2℃；重现期n＝100年，t3＝3.3℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t3＝2.4℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t3＝2.6℃；
10cm沥青铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面处日极值负温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-7.14，σ＝2.10，重现期n＝50年，t1＝-14.6℃；重现期n＝100年，t1＝-15.0℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t1＝-11.5℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t1＝-12.0℃；
10cm沥青铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值负温差标准值t2符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-9.40，σ＝2.74，重现期n＝50年，t2＝-19.1℃；重现期n＝100年，t2＝-19.6℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t2＝-15.0℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t2＝-15.8℃。
10cm沥青铺装组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处正温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝1.81，σ＝0.43，重现期n＝50年，t1＝3.3℃；重现期n＝100年，t1＝3.4℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t1＝2.7℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t1＝2.8℃；
10cm沥青铺装组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板与右侧钢腹板交点处的温差标准值t2符合极值ⅰ型分布，其概率密度函数为：
式中μ＝0.43，σ＝0.18，重现期n＝50年，t2＝1.9℃；重现期n＝100年，t2＝2.1℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t2＝1.1℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t2＝1.3℃；
5cm沥青铺装组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处负温差标准值t1符合负极值ⅰ型分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-1.07，σ＝0.35，重现期n＝50年，t1＝-4.1℃；重现期n＝100年，t1＝-4.3℃；施工阶段重现期n＝0.5年，t1＝-2.4℃；施工阶段重现期n＝1.0年，t1＝-2.7℃。
本发明基于对组合板梁试验模型温度监测数据的分析，提出组合板梁桥无铺装和铺装后横向和竖向温度梯度模式，并通过对日极值温差进行数理统计分析，得到铺装前后组合板梁桥在不同重现期下横向和竖向的温差标准值。可用于计算组合板梁桥不同施工阶段温度梯度产生的附加应力和变形，保障安全施工和正常运营，为完善我国相关设计规范提供依据。
附图说明
图1是无铺装组合板梁桥腹板竖向正温度梯度曲线图。
图2是无铺装组合板梁桥腹板竖向负温度梯度曲线图。
图3是无铺装组合板梁桥腹板竖向正温度梯度图。
图4是无铺装组合板梁桥腹板竖向负温度梯度图。
图5是无铺装组合板梁桥腹板横向正温度梯度曲线图。
图6是无铺装组合板梁桥腹板横向负温度梯度曲线图。
图7是5cm沥青铺装组合板梁桥腹板竖向正温度梯度曲线图。
图8是5cm沥青铺装组合板梁桥腹板竖向负温度梯度曲线图。
图9是5cm沥青铺装组合板梁桥腹板竖向正温度梯度图。
图10是5cm沥青铺装组合板梁桥腹板竖向负温度梯度图。
图11是5cm沥青铺装组合板梁桥腹板横向正温度梯度曲线图。
图12是5cm沥青铺装组合板梁桥腹板横向负温度梯度曲线图。
图13是10cm沥青铺装组合板梁桥腹板竖向正温度梯度曲线图。
图14是10cm沥青铺装组合板梁桥腹板竖向负温度梯度曲线图。
图15是10cm沥青铺装组合板梁桥腹板竖向正温度梯度图。
图16是10cm沥青铺装组合板梁桥腹板竖向负温度梯度图。
图17是10cm沥青铺装组合板梁桥腹板横向正温度梯度曲线图。
图18是10cm沥青铺装组合板梁桥腹板横向负温度梯度曲线图。
图19是无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.0m处日极值正温差标准值t1的概率直方图。
图20是无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值正温差标准值t2的概率直方图。
图21是无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.5m处日极值正温差标准值t3的概率直方图。
图22是无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.0m处日极值负温差标准值t1的概率直方图。
图23是无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值负温差标准值t2的概率直方图。
图24是无铺装组合板梁桥竖向温度梯度模式中腹板与下翼缘相交处日极值负温差标准值t3的概率直方图。
图25是无铺装组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处正温差标准值t1的概率直方图。
图26是无铺装组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板与右侧钢腹板交点处的温差标准值t2的概率直方图。
图27是无铺装组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处负温差标准值t1的概率直方图。
图28是5cm沥青组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.0m处日极值正温差标准值t1的概率直方图。
图29是5cm沥青组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值正温差标准值t2的概率直方图。
图30是5cm沥青组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.5m处日极值正温差标准值t3的概率直方图。
图31是5cm沥青组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.0m处日极值负温差标准值t1的概率直方图。
图32是5cm沥青组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值负温差标准值t2的概率直方图。
图33是5cm沥青组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处正温差标准值t1的概率直方图。
图34是5cm沥青组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板与右侧钢腹板交点处的温差标准值t2的概率直方图。
图35是5cm沥青组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处负温差标准值t1的概率直方图。
图36是10cm沥青组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.00m处日极值正温差标准值t1的概率直方图。
图37是10cm沥青组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.5m处日极值正温差标准值t3的概率直方图。
图38是10cm沥青组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.0m处日极值负温差标准值t1的概率直方图。
图39是10cm沥青组合板梁桥竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值负温差标准值t2的概率直方图。
图40是10cm沥青组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处正温差标准值t1的概率直方图。
图41是10cm沥青组合板梁桥横向温度梯度模式中混凝土顶板与右侧钢腹板交点处的温差标准值t2的概率直方图。
图42是10cm沥青组合板横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处负温差标准值t1的概率直方图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于下述的实施方式。
实施例1
1、在无铺装组合板梁桥的混凝土顶板和钢腹板上布置温度测点并采集温度，每次采集时间间隔为3分钟；
参照英国规范bs-5400对钢桥温度梯度的规定，在组合梁桥的两侧钢腹板布置温度测点位置以距混凝土顶板上表面的垂直距离表示为0.0m，0.12m，0.2m(混凝土板内)，0.2m(钢腹板)，0.25m，0.35m，0.5m，0.95m和腹板与下翼缘相交处；混凝土顶板内横向中间处布置温度测点。
2、将采集获得的组合梁桥温度进行分析，找出钢腹板各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，以温度为横坐标，腹板测点间的距离为纵坐标，作出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到竖向温度梯度曲线；找出混凝土顶板各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，以温度为横坐标，混凝土顶板测点间的距离为纵坐标，作出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到横向温度梯度曲线；
在距顶面0.12m内采用线性拟合，在距顶面0.12m到0.95m范围内采用非线性拟合，得到竖向正温度梯度曲线，如图1所示；在距混凝土顶板上表面0.12m内采用线性拟合，在距混凝土顶板上表面0.12m到0.5m范围内采用线性拟合，在距下翼缘0.45m范围内采用线性拟合，得到竖向负温度梯度曲线，如图2所示；混凝土顶板中点处温度最高，与阳面腹板相交处顶面温度次之，与阴面腹板相交处顶面温度最低，得到呈线性分布的横向正温度梯度曲线，如图5所示；混凝土横向中点处温度最低，两侧温度相近，得到呈三角形线性分布的横向负温度梯度曲线，如图6所示。
3、将得到的温度梯度曲线简化成折线，为温度梯度模式；
对竖向正温度梯度曲线简化，在距顶面0.12m内采用直线简化，在距顶面0.12m到0.95m范围内采用双折线简化，0.12m处为折点，得到竖向正温度梯度模式，如图3所示；
对竖向负梯度曲线简化，在距顶面0.12m内采用直线简化，在距顶板0.12m到0.5m范围内采用直线简化，在距下翼缘0.45m范围内采用直线简化，得到竖向负温度梯度模式，如图4所示；
横向正负温度梯度曲线均为折线形，不需要简化。
4、得到竖向温度梯度模式钢腹板各折点的日极值温差值和横向温度梯度模式混凝土顶板各折点的日极值温差值；
钢腹板各折点日极值温差值为各折点处测点温度值减去钢腹板测点最低温度值，混凝土顶板各折点的日极值温差值为混凝土顶板各折点处测点温度值减去混凝土顶板测点最低温度值；
5、对组合梁桥的混凝土顶板和钢腹板各个折点的日极值温差值进行统计分析，得到温差概率分布直方图，再对直方图进行概率拟合，得到日极值温差概率密度函数；
统计混凝土顶板和钢腹板各个折点的日极值温差值并输入到计算机，应用origin8.0数理统计分析软件分别做出混凝土顶板和钢腹板的各折点的日极值温差值的概率直方图，再分别对混凝土顶板和钢腹板各折点的日极值温差值的概率直方图进行函数拟合，得到对应的概率密度函数f(x)；
竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面处日极值正温差标准值t1符合极值ⅰ型分布，其概率密度函数为：
式中μ＝2.79，σ＝1.45，如图19所示；
竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值正温差标准值t2符合极值ⅰ型分布，其概率密度函数为：
式中μ＝4.56，σ＝1.86，如图20所示；
竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.5m处日极值正温差标准值t3符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝1.65，σ＝0.55，如图21所示；
竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面处日极值负温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-8.90，σ＝3.68，如图22所示；
竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值负温差标准值t2符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-10.12，σ＝4.20，如图23所示；
竖向温度梯度模式中腹板与下翼缘相交处日极值负温差标准值t3符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-3.16，σ＝1.82，如图24所示；
横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处正温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝1.29，σ＝0.36，如图25所示；
横向温度梯度模式中混凝土顶板与右侧钢腹板交点处的温差标准值t2符合极值ⅰ型分布，其概率密度函数为：
式中μ＝0.41，σ＝0.20，如图26所示；
横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处负温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-1.54，σ＝0.51，如图27所示；
6、通过概率密度函数p0，计算设计基准期为100年，不同重现期n的温差标准值t；
概率密度函数f(x)所对应的分布函数为fx(x)，则设计基准期100年内的顶板和各个折点的极值温差值的累积分布函数fy(x)为：fy(x)＝[fx(x)]100；
温差标准值的保证率为p0，
无铺装组合板梁桥竖向温差标准值见表1，横向温差标准值见表2。
7、为方便在实际工程中的应用，对不同重现期无铺装组合板梁的温差标准值进行偏安全取整，得到温差标准值的建议值。
无铺装组合板梁桥竖向温差标准值的建议值见表3，横向温差标准值的建议值见表4。
实施例2
1、在5cm沥青铺装组合梁桥的混凝土顶板和钢腹板上布置温度测点并采集温度，每次采集时间间隔为3分钟，每次采集时间间隔也可为2分钟，每次采集时间间隔还可为5分钟；
参照英国规范bs-5400对钢桥温度梯度的规定，在组合梁桥的两侧钢腹板布置温度测点位置以距混凝土顶板上表面的垂直距离表示为0.0m，0.12m，0.2m(混凝土板内)，0.2m(钢腹板)，0.25m，0.35m，0.5m，0.95m和腹板与下翼缘相交处；混凝土顶板内横向中间处布置温度测点。
2、将采集获得的组合梁桥温度进行分析，找出钢腹板下翼缘各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，以温度为横坐标，腹板测点间的距离为纵坐标，作出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到竖向温度梯度曲线；找出混凝土顶板各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，以温度为横坐标，混凝土顶板测点间的距离为纵坐标，作出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到横向温度梯度曲线；
在距混凝土顶板上表面0.12m内采用线性拟合，在距混凝土顶板上表面0.12m到0.95m范围内采用非线性拟合，得到竖向正温度梯度曲线，如图7所示；在距混凝土顶板上表面0.12m内采用线性拟合，在距混凝土顶板0.12m到0.5m范围内采用线性拟合，得到竖向负温度梯度曲线，如图8所示；混凝土顶板中点处温度最高，与阳面腹板相交处顶面温度次之，与阴面腹板相交处顶面温度最低，得到呈线性分布的横向正温度梯度曲线，如图11所示；混凝土横向中点处温度最低，两侧温度相近，得到呈三角形线性分布的横向负温度梯度曲线，如图12所示。
3、将得到的温度梯度曲线简化成折线，为温度梯度模式；
对竖向正温度梯度曲线简化，在距混凝土顶板0.12m内采用直线简化，在距混凝土顶板0.12m到0.95m范围内采用双折线简化，得到竖向正温度梯度模式，如图9所示；
在距混凝土顶板0.12m内采用直线简化，在距混凝土顶板0.12m到0.5m范围内采用直线简化，得到竖向负温度梯度模式，如图10所示；
横向正负温度梯度曲线均为折线形，不需要简化。
4、得到竖向温度梯度模式钢腹板各折点的日极值温差值和横向温度梯度模式混凝土顶板各折点的日极值温差值；
钢腹板各折点日极值温差值为各折点处测点温度值减去钢腹板测点最低温度值，混凝土顶板各折点的日极值温差值为混凝土顶板各折点处测点温度值减去混凝土顶板测点最低温度值；
5、对组合梁桥的混凝土顶板和钢腹板各个折点的日极值温差值进行统计分析，得到温差概率分布直方图，再对直方图进行概率拟合，得到日极值温差概率密度函数；
统计混凝土顶板和钢腹板各个折点的日极值温差值并输入到计算机，应用origin8.0数理统计分析软件分别做出混凝土顶板和钢腹板的各折点的日极值温差值的概率直方图，再分别对混凝土顶板和钢腹板各折点的日极值温差值的概率直方图进行函数拟合，得到对应的概率密度函数f(x)；
竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面处日极值正温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝7.47，σ＝1.90，如图28所示；
竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值正温差标准值t2符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝8.57，σ＝1.76，如图29所示；
竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.5m处日极值正温差标准值t3符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝1.50，σ＝0.71，如图30所示；
竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面处日极值负温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-4.38，σ＝1.86，如图31所示；
竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值负温差标准值t2符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-9.10，σ＝3.04，如图32所示；
横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处正温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝1.96，σ＝0.57，如图33所示；
横向温度梯度模式中混凝土顶板与右侧钢腹板交点处的温差标准值t2符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝0.67，σ＝0.24，如图34所示；
横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处负温差标准值t1符合极值ⅰ型分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-3.61，σ＝0.44，如图35所示；
6、通过概率密度函数p0，计算设计基准期为100年，不同重现期n的温差标准值t；
概率密度函数f(x)所对应的分布函数为fx(x)，则设计基准期100年内的顶板和各个折点的极值温差值的累积分布函数fy(x)为：fy(x)＝[fx(x)]100；
温差标准值的保证率为p0，
5cm沥青铺装组合梁桥竖向温差标准值见表1，横向温差标准值见表2。
7、为方便在实际工程中的应用，对不同重现期5cm沥青铺装组合板梁的温差标准值进行偏安全取整，得到温差标准值的建议值。
5cm沥青铺装组合板梁桥竖向温差标准值的建议值见表3，横向温差标准值的建议值见表4。
实施例3
1、在10cm沥青铺装组合梁桥的混凝土顶板和钢腹板上布置温度测点并采集温度，每次采集时间间隔为3分钟，每次采集时间间隔也可为2分钟，每次采集时间间隔还可为5分钟；
参照英国规范bs-5400对钢桥温度梯度的规定，在组合梁桥的两侧钢腹板布置温度测点位置以距混凝土顶板上表面的垂直距离表示为0.0m，0.12m，0.2m(混凝土板内)，0.2m(钢腹板)，0.25m，0.35m，0.5m，0.95m和腹板与下翼缘相交处；混凝土顶板内横向中间处布置温度测点。
2、将采集获得的组合梁桥温度进行分析，找出钢腹板下翼缘各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，以温度为横坐标，腹板测点间的距离为纵坐标，作出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到竖向温度梯度曲线；找出混凝土顶板各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据，以温度为横坐标，混凝土顶板测点间的距离为纵坐标，作出梯度散点图，并采用最小二乘法进行曲线拟合，得到横向温度梯度曲线；
在距混凝土顶板上表面0.95m范围内采用非线性拟合，得到竖向正温度梯度曲线，如图13所示；在距混凝土顶板上表面0.12m内采用线性拟合，在距混凝土顶板上表面0.12m到0.5m范围内采用线性拟合，得到竖向负温度梯度曲线，如图14所示；混凝土顶板中点处温度最高，与阳面腹板相交处顶面温度次之，与阴面腹板相交处顶面温度最低，得到呈线性分布的横向正温度梯度曲线，如图17所示；混凝土横向中点处温度最低，两侧温度相近，得到呈三角形线性分布的横向负温度梯度曲线，如图18所示。
3、将得到的温度梯度曲线简化成折线，为温度梯度模式；
对竖向正温度梯度曲线简化，距混凝土顶板上表面0.95m范围内采用双折线简化，得到竖向正温度梯度模式，如图15所示；
对竖向负温度梯度曲线简化，在距混凝土顶板上表面0.12m内采用直线简化，在距混凝土顶板上表面0.12m到0.5m范围内采用直线简化，得到竖向负温度梯度模式，如图16所示；
横向正负温度梯度曲线均为折线形，不需要简化。
4、得到竖向温度梯度模式钢腹板各折点的日极值温差值和横向温度梯度模式混凝土顶板各折点的日极值温差值；
钢腹板各折点日极值温差值为各折点处测点温度值减去钢腹板测点最低温度值，混凝土顶板各折点的日极值温差值为混凝土顶板各折点处测点温度值减去混凝土顶板测点最低温度值；
5、对组合梁桥的混凝土顶板和钢腹板各个折点的日极值温差值进行统计分析，得到温差概率分布直方图，再对直方图进行概率拟合，得到日极值温差概率密度函数；
统计混凝土顶板和钢腹板各个折点的日极值温差值并输入到计算机，应用origin8.0数理统计分析软件分别做出混凝土顶板和钢腹板的各折点的日极值温差值的概率直方图，再分别对混凝土顶板和钢腹板各折点的日极值温差值的概率直方图进行函数拟合，得到对应的概率密度函数f(x)；
竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面处日极值正温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝8.36，σ＝2.00，如图36所示；
竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.5m处日极值正温差标准值t3符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝36，σ＝0.51，如图37所示；
竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面处日极值负温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-7.14，σ＝2.10，如图38所示；
竖向温度梯度模式中距混凝土顶板上表面的垂直距离为0.12m处日极值负温差标准值t2符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-9.40，σ＝2.74，如图39所示。
横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处正温差标准值t1符合正态分布，其概率密度函数为：
式中μ＝1.81，σ＝0.43，如图40所示；
横向温度梯度模式中混凝土顶板与右侧钢腹板交点处的温差标准值t2符合极值ⅰ型分布，其概率密度函数为：
式中μ＝0.43，σ＝0.18，如图41所示；
横向温度梯度模式中混凝土顶板中点处负温差标准值t1符合负极值ⅰ型分布，其概率密度函数为：
式中μ＝-1.07，σ＝0.35，如图42所示；
6、通过概率密度函数p0，计算设计基准期为100年，不同重现期n的温差标准值t；
概率密度函数f(x)所对应的分布函数为fx(x)，则设计基准期100年内的顶板和各个折点的极值温差值的累积分布函数fy(x)为：fy(x)＝[fx(x)]100；
温差标准值的保证率为p0，
10cm沥青铺装组合梁桥竖向温差标准值见表1，横向温差标准值见表2。
7、为方便在实际工程中的应用，对不同重现期10cm沥青铺装组合板梁的温差标准值进行偏安全取整，得到温差标准值的建议值。
10cm沥青铺装组合板梁桥竖向温差标准值的建议值见表3，横向温差标准值的建议值见表4。
表1组合板梁桥竖向温差标准值
表注：表1中10cm铺装正温差标准值是t2位于t1和t3之间的直线上，采用内插计算。
表2组合板梁横向温差标准值
表3组合板梁竖向温差标准值的建议值
表4组合板梁横向温差标准值的建议值
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！