本發(fā)明屬于橋梁溫度檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種鐵路鋼箱梁橋溫度梯度模式的評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)：

鋼箱梁橋是長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境中的結(jié)構(gòu)物，在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中必然受到太陽(yáng)輻射及其周?chē)h(huán)境氣溫等的影響，這些都會(huì)影響到橋梁結(jié)構(gòu)的溫度分布，產(chǎn)生溫度梯度，從而產(chǎn)生溫度變形，當(dāng)鋼箱梁橋內(nèi)外約束阻礙結(jié)構(gòu)的變形時(shí)就會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的溫度應(yīng)力，因此在橋梁結(jié)構(gòu)中的溫度效應(yīng)不容忽視；而研究鋼橋結(jié)構(gòu)的溫度效應(yīng)前，首先應(yīng)對(duì)鋼橋結(jié)構(gòu)的溫度梯度進(jìn)行研究，給出適合于我國(guó)的溫度梯度模式。

鋼箱梁橋溫度荷載形成的根本原因在于太陽(yáng)能量的傳輸和地球自身的運(yùn)動(dòng)，以及當(dāng)?shù)貧庀蟓h(huán)境、地理?xiàng)l件。橋梁結(jié)構(gòu)上的溫度作用分為均勻溫度作用和梯度溫度作用。梯度溫度作用又可分為豎向溫度梯度作用和橫向溫度梯度作用。溫度梯度作用在橋梁結(jié)構(gòu)上會(huì)引起溫度自約束應(yīng)力，即結(jié)構(gòu)內(nèi)部纖維間溫度不同，產(chǎn)生的應(yīng)變差受到纖維間相互約束而引起應(yīng)力。橋梁結(jié)構(gòu)在日照作用下產(chǎn)生顯著溫度效應(yīng)的現(xiàn)象最早于20世紀(jì)50年代由前聯(lián)邦德國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn)。近幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外都發(fā)生了由溫度應(yīng)力導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞的事故。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)溫度作用的早期研究均集中于混凝土橋梁，提出了一系列研究方法并取得了一些研究成果。但隨著橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的日益成熟與施工技術(shù)的發(fā)展，大跨度鐵路鋼箱梁橋的使用日益增加，亟需對(duì)鐵路鋼箱梁橋的溫度分布進(jìn)行規(guī)定，以保證鐵路鋼箱梁橋施工和使用過(guò)程中的安全。而我國(guó)鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于鐵路鋼箱梁橋設(shè)計(jì)溫差標(biāo)準(zhǔn)值尚無(wú)明確規(guī)定，原因在于得到具有一定重現(xiàn)期的截面溫差標(biāo)準(zhǔn)值需要建立在長(zhǎng)期廣泛的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的基礎(chǔ)上，所獲得的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)量龐大且后期數(shù)據(jù)處理工作量巨大。

我國(guó)現(xiàn)行的《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)鋼梁溫度梯度取值沒(méi)有進(jìn)行規(guī)定。同時(shí)，我國(guó)現(xiàn)行的《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(jtgd60—2004)規(guī)定的溫度梯度模式參照美國(guó)aashto規(guī)范而得，且只給出了鋪裝后混凝土梁與鋼-混組合梁的日照溫度梯度。工程設(shè)計(jì)一般參照英國(guó)橋梁規(guī)范bs-5400對(duì)結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)進(jìn)行估算，然而，由于各國(guó)的日照、氣象、地理環(huán)境等影響橋梁結(jié)構(gòu)溫度分布的外在環(huán)境因素的不同，bs-5400溫度梯度曲線不一定適用于中國(guó)的橋梁結(jié)構(gòu)。因此，在對(duì)某鐵路鋼箱梁進(jìn)行長(zhǎng)期的溫度監(jiān)測(cè)之后，對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的整理分析以得到適用于鐵路鋼箱梁橋溫度梯度模式是非常必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種鐵路鋼箱梁橋溫度梯度模式評(píng)價(jià)方法，目的在于得到適用于我國(guó)鐵路鋼箱梁橋的溫度梯度模式。

本發(fā)明的技術(shù)方案是由以下步驟實(shí)現(xiàn)的：

(1)在鋼箱梁橋腹板和頂板上布置溫度測(cè)點(diǎn)并采集溫度，每次采集時(shí)間間隔為2～5分鐘；

(2)將采集獲得的鋼箱梁橋溫度進(jìn)行分析，找出腹板各測(cè)點(diǎn)的日極值溫差值所對(duì)應(yīng)時(shí)刻的溫度數(shù)據(jù)，以溫度為橫坐標(biāo)，腹板測(cè)點(diǎn)間的距離為縱坐標(biāo)，作出梯度散點(diǎn)圖，并采用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合，得到豎向溫度梯度曲線；找出頂板各測(cè)點(diǎn)的日極值溫差值所對(duì)應(yīng)時(shí)刻的溫度數(shù)據(jù)，以溫度為橫坐標(biāo)，頂板測(cè)點(diǎn)間的距離為縱坐標(biāo)，作出梯度散點(diǎn)圖，并采用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合，得到橫向溫度梯度曲線；

(3)將得到的溫度梯度曲線簡(jiǎn)化成折線，為溫度梯度模式；

(4)得到豎向溫度梯度模式腹板各折點(diǎn)的日極值溫差值和橫向溫度梯度模式頂板各折點(diǎn)的日極值溫差值；

腹板各折點(diǎn)日極值溫差值為各折點(diǎn)處測(cè)點(diǎn)溫度值減去腹板測(cè)點(diǎn)最低溫度值，頂板各折點(diǎn)的日極值溫差值為頂板各折點(diǎn)處測(cè)點(diǎn)溫度值減去頂板測(cè)點(diǎn)最低溫度值；

(5)對(duì)鋼箱梁橋的頂板和腹板各個(gè)折點(diǎn)的日極值溫差值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到溫差概率分布直方圖，再對(duì)直方圖進(jìn)行概率擬合，得到日極值溫差概率密度函數(shù)；

統(tǒng)計(jì)頂板和腹板各個(gè)折點(diǎn)的日極值溫差值并輸入到計(jì)算機(jī)，應(yīng)用origin8.0數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析軟件分別做出頂板和腹板的各折點(diǎn)的日極值溫差值的概率直方圖，再分別對(duì)頂板和腹板各折點(diǎn)的日極值溫差值的概率直方圖進(jìn)行函數(shù)擬合，得到對(duì)應(yīng)的概率密度函數(shù)f(x)；

(6)通過(guò)概率密度函數(shù)p0，計(jì)算設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年，不同重現(xiàn)期n的溫差標(biāo)準(zhǔn)值t；

概率密度函數(shù)f(x)所對(duì)應(yīng)的分布函數(shù)為fx(x)，則設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期100年內(nèi)的頂板和各個(gè)折點(diǎn)的極值溫差值的累積分布函數(shù)fy(x)為：fy(x)＝[fx(x)]¹⁰⁰；

溫差標(biāo)準(zhǔn)值的保證率為p0，對(duì)鐵路鋼箱梁橋施工期溫度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行取值，可將兩年作為施工期設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，分別取半年、一年作為施工期溫度作用重現(xiàn)期，則施工期內(nèi)極值溫差作用的溫差標(biāo)準(zhǔn)值的保證率分別為96％、98％；式中fy(x)為p0，計(jì)算得x為溫差標(biāo)準(zhǔn)值t；

(7)為方便在實(shí)際工程中的應(yīng)用，對(duì)不同重現(xiàn)期無(wú)鋪裝和鋪裝后鐵路鋼箱梁的溫差標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行偏安全取整，得到溫差標(biāo)準(zhǔn)值的建議值。

上述的步驟(1)在腹板和頂板上布置溫度測(cè)點(diǎn)為：兩側(cè)腹板布置溫度測(cè)點(diǎn)位置以距頂板的垂直距離表示為0.0m，0.05m，0.1m，0.2m，0.3m，0.6m，1.2m，2.4m，4.15m和腹板與底板相交處；頂板溫度測(cè)點(diǎn)布置位置，以距離右側(cè)腹板的水平距離表示為：0.0m，1.4m，2.8m，4.2m。

上述的鋼箱梁橋?yàn)闊o(wú)鋪裝鋼箱梁橋，無(wú)鋪裝鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝18.7，σ＝3.50，重現(xiàn)期n＝50年，t1＝31.1℃；重現(xiàn)期n＝100年，t1＝31.7℃；施工階段重現(xiàn)期n＝0.5年，t1＝15.4℃；施工階段重現(xiàn)期n＝1.0年，t1＝16.2℃；

無(wú)鋪裝鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中距腹板頂部0.2m處折點(diǎn)日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t2符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝9.40，σ＝2.91，重現(xiàn)期n＝50年，t2＝19.6℃；重現(xiàn)期n＝100年，t2＝20.2℃；施工階段重現(xiàn)期n＝0.5年，t2＝15.4℃；施工階段重現(xiàn)期n＝1.0年，t2＝16.2℃；

無(wú)鋪裝鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合極值ⅰ型分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝-2.70，σ＝0.68，重現(xiàn)期n＝50年，t1＝-8.5℃；重現(xiàn)期n＝100年，t1＝-9.0℃；施工階段重現(xiàn)期n＝0.5年，t1＝-5.4℃；施工階段重現(xiàn)期n＝1.0年，t1＝-5.8℃；

無(wú)鋪裝鋼箱梁橋橫向溫度梯度模式中距兩側(cè)腹板1.4m處日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝6.79，σ＝1.18，重現(xiàn)期n＝50年，t1＝11.0℃；重現(xiàn)期n＝100年，t1＝11.2℃；施工階段重現(xiàn)期n＝0.5年，t1＝9.2℃；施工階段重現(xiàn)期n＝1.0年，t1＝9.5℃；

無(wú)鋪裝鋼箱梁橋橫向溫度梯度模式中距兩側(cè)腹板1.4m處日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝-2.32，σ＝1.01，重現(xiàn)期n＝50年，t1＝-5.9℃；重現(xiàn)期n＝100年，t1＝-6.1℃；施工階段重現(xiàn)期n＝0.5年，t1＝-4.4℃；施工階段重現(xiàn)期n＝1.0年，t1＝-4.7℃；

上述的鋼箱梁橋?yàn)榛炷龄佈b層鋼箱梁橋，混凝土鋪裝層鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝5.13，σ＝3.50，重現(xiàn)期n＝50年，t1＝15.8℃；重現(xiàn)期n＝100年，t1＝16.0℃；施工階段重現(xiàn)期n＝0.5年，t1＝12.3℃；施工階段重現(xiàn)期n＝1.0年，t1＝13.3℃；

混凝土鋪裝層鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中距腹板頂部0.2m處折點(diǎn)日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t2符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝3.30，σ＝1.00，重現(xiàn)期n＝50年，t2＝6.8℃；重現(xiàn)期n＝100年，t2＝7.0℃；施工階段重現(xiàn)期n＝0.5年，t2＝5.4℃；施工階段重現(xiàn)期n＝1.0年，t2＝5.6℃；

混凝土鋪裝層鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合極值ⅰ型分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝-1.26，σ＝0.62，重現(xiàn)期n＝50年，t1＝-6.5℃；重現(xiàn)期n＝100年，t1＝-7.0℃；施工階段重現(xiàn)期n＝0.5年，t1＝-3.7℃；施工階段重現(xiàn)期n＝1.0年，t1＝-4.1℃；

混凝土鋪裝層鋼箱梁橋橫向溫度梯度模式中距兩側(cè)腹板1.4m處日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝2.56，σ＝0.88，重現(xiàn)期n＝50年，t1＝5.7℃；重現(xiàn)期n＝100年，t1＝5.8℃；施工階段重現(xiàn)期n＝0.5年，t1＝4.4℃；施工階段重現(xiàn)期n＝1.0年，t1＝4.6℃；

混凝土鋪裝層鋼箱梁橋橫向溫度梯度模式中腹板頂部日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝-1.46，σ＝0.85，重現(xiàn)期n＝50年，t1＝-4.5℃；重現(xiàn)期n＝100年，t1＝-4.6℃；施工階段重現(xiàn)期n＝0.5年，t1＝-3.2℃；施工階段重現(xiàn)期n＝1.0年，t1＝-3.5℃；

5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵路鋼箱梁橋溫度梯度模式評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述的鋼箱梁橋?yàn)榈理匿佈b層鋼箱梁橋，道砟鋪裝層鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合極值ⅰ型分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝2.58，σ＝1.17，重現(xiàn)期n＝50年，t1＝12.5℃；重現(xiàn)期n＝100年，t1＝13.4℃；施工階段重現(xiàn)期n＝0.5年，t1＝7.1℃；施工階段重現(xiàn)期n＝1.0年，t1＝8.0℃；

道砟鋪裝層鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中距腹板頂部0.05m處折點(diǎn)日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t2符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝2.20，σ＝1.35，重現(xiàn)期n＝50年，t2＝6.9℃；重現(xiàn)期n＝100年，t2＝7.2℃；施工階段重現(xiàn)期n＝0.5年，t2＝5.0℃；施工階段重現(xiàn)期n＝1.0年，t2＝5.3℃；

道砟鋪裝層鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝-2.52，σ＝2.24，重現(xiàn)期n＝50年，t1＝-9.0℃；重現(xiàn)期n＝100年，t1＝-9.2℃；施工階段重現(xiàn)期n＝0.5年，t1＝-7.1℃；施工階段重現(xiàn)期n＝1.0年，t1＝-7.7℃；

道砟鋪裝層鋼箱梁橋橫向溫度梯度模式中在距兩側(cè)腹板1.4m處日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝1.00，σ＝0.70，重現(xiàn)期n＝50年，t1＝3.5℃；重現(xiàn)期n＝100年，t1＝3.6℃；施工階段重現(xiàn)期n＝0.5年，t1＝2.5℃；施工階段重現(xiàn)期n＝1.0年，t1＝2.6℃；

道砟鋪裝層鋼箱梁橋橫向溫度梯度模式中距兩側(cè)腹板1.4m處日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝-1.87，σ＝0.94，重現(xiàn)期n＝50年，t1＝-5.2℃；重現(xiàn)期n＝100年，t1＝-5.4℃；施工階段重現(xiàn)期n＝0.5年，t1＝-3.8℃；施工階段重現(xiàn)期n＝1.0年，t1＝-4.1℃；

道砟鋪裝層鋼箱梁橋橫向溫度梯度模式中腹板頂部日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t2符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝-0.60，σ＝0.33，重現(xiàn)期n＝50年，t1＝-1.7℃；重現(xiàn)期n＝100年，t1＝-1.8℃；施工階段重現(xiàn)期n＝0.5年，t1＝-1.3℃；施工階段重現(xiàn)期n＝1.0年，t1＝-1.4℃。

本發(fā)明基于對(duì)某鐵路鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，提出無(wú)鋪裝、混凝土鋪裝和道砟鋪裝鋼箱梁橫向和豎向溫度梯度模式，并通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的日極值溫差進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，得到不同鋪裝鐵路鋼箱梁在不同重現(xiàn)期下橫向和豎向的溫差標(biāo)準(zhǔn)值，可用于計(jì)算鐵路鋼箱梁不同施工階段溫度梯度產(chǎn)生的附加應(yīng)力和變形，保障安全施工和正常運(yùn)營(yíng)，為完善我國(guó)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范提供依據(jù)。

附圖說(shuō)明

圖1是無(wú)鋪裝鋼箱梁橋腹板豎向正溫度梯度曲線圖。

圖2是無(wú)鋪裝鋼箱梁橋腹板豎向負(fù)溫度梯度曲線圖。

圖3是無(wú)鋪裝鋼箱梁橋腹板豎向正溫度梯度圖。

圖4是無(wú)鋪裝鋼箱梁橋腹板豎向負(fù)溫度梯度圖。

圖5是無(wú)鋪裝鋼箱梁橋腹板橫向正溫度梯度曲線圖。

圖6是無(wú)鋪裝鋼箱梁橋腹板橫向負(fù)溫度梯度曲線圖。

圖7是混凝土鋪裝鋼箱梁橋腹板豎向正溫度梯度曲線圖。

圖8是混凝土鋪裝鋼箱梁橋腹板豎向負(fù)溫度梯度曲線圖。

圖9是混凝土鋪裝鋼箱梁橋腹板豎向正溫度梯度圖。

圖10是混凝土鋪裝鋼箱梁橋腹板豎向負(fù)溫度梯度圖。

圖11是混凝土鋪裝鋼箱梁橋腹板橫向正溫度梯度曲線圖。

圖12是混凝土鋪裝鋼箱梁橋腹板橫向負(fù)溫度梯度曲線圖。

圖13是道砟層鋪裝鋼箱梁橋腹板豎向正溫度梯度曲線圖。

圖14是道砟層鋪裝鋼箱梁橋腹板豎向負(fù)溫度梯度曲線圖。

圖15是道砟層鋪裝鋼箱梁橋腹板豎向正溫度梯度圖。

圖16是道砟層鋪裝鋼箱梁橋腹板豎向負(fù)溫度梯度圖。

圖17是道砟層鋪裝鋼箱梁橋腹板橫向正溫度梯度曲線圖。

圖18是道砟層鋪裝鋼箱梁橋腹板橫向負(fù)溫度梯度曲線圖。

圖19是無(wú)鋪裝鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1的概率直方圖。

圖20是無(wú)鋪裝鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中距腹板頂部0.2m處折點(diǎn)日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t2的概率直方圖。

圖21是無(wú)鋪裝鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1的概率直方圖。

圖22是無(wú)鋪裝鋼箱梁橋橫向溫度梯度模式中距兩側(cè)腹板1.4m處日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1的概率直方圖。

圖23是無(wú)鋪裝鋼箱梁橋橫向溫度梯度模式中距兩側(cè)腹板1.4m處日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1的概率直方圖。

圖24是混凝土鋪裝鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1的概率直方圖。

圖25是混凝土鋪裝鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中距腹板頂部0.2m處折點(diǎn)日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t2的概率直方圖。

圖26是混凝土鋪裝鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1的概率直方圖。

圖27是混凝土鋪裝鋼箱梁橋橫向溫度梯度模式中距兩側(cè)腹板1.4m處日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1的概率直方圖。

圖28是混凝土鋪裝鋼箱梁橋橫向溫度梯度模式中腹板頂部日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1的概率直方圖。

圖29是道砟層鋪裝鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1的概率直方圖。

圖30是道砟層鋪裝鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中距腹板頂部0.05m處折點(diǎn)日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t2的概率直方圖。

圖31是道砟層鋪裝鋼箱梁橋豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1的概率直方圖。

圖32是道砟層鋪裝鋼箱梁橋橫向溫度梯度模式中距兩側(cè)腹板1.4m處日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1的概率直方圖。

圖33是道砟層鋪裝鋼箱梁橋橫向溫度梯度模式中距兩側(cè)腹板1.4m處日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1的概率直方圖。

圖34是道砟層鋪裝鋼箱梁橋橫向溫度梯度模式中腹板頂部日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t2的概率直方圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于下述的實(shí)施方式。

實(shí)施例1

1、在無(wú)鋪裝鋼箱梁橋腹板和頂板上布置溫度測(cè)點(diǎn)并采集溫度，每次采集時(shí)間間隔為3分鐘，每次采集時(shí)間間隔也可為2分鐘，每次采集時(shí)間間隔還可為5分鐘；

參照英國(guó)規(guī)范bs-5400對(duì)鋼橋溫度梯度的規(guī)定，在無(wú)鋪裝層鋼箱梁兩側(cè)腹板布置溫度測(cè)點(diǎn)，溫度測(cè)點(diǎn)位置以距頂板的垂直距離表示為0.0m，0.05m，0.1m，0.2m，0.3m，0.6m，1.2m，2.4m，4.15m和腹板與底板相交處；在頂板布置溫度測(cè)點(diǎn)，溫度測(cè)點(diǎn)位置以距離右側(cè)腹板的水平距離表示為：0.0m，1.4m，2.8m，4.2m；每隔3分鐘采集一次各測(cè)點(diǎn)溫度并記錄。

2、將采集獲得的無(wú)鋪裝層鋼箱梁橋溫度進(jìn)行分析，找出腹板各測(cè)點(diǎn)日極值溫差值所對(duì)應(yīng)時(shí)刻的溫度數(shù)據(jù)，以溫度為橫坐標(biāo)，測(cè)點(diǎn)間的距離為縱坐標(biāo)，作出梯度散點(diǎn)圖，并采用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合，得到豎向溫度梯度曲線；找出混凝土頂板各測(cè)點(diǎn)的日極值溫差值所對(duì)應(yīng)時(shí)刻的溫度數(shù)據(jù)，以溫度為橫坐標(biāo)，混凝土頂板測(cè)點(diǎn)間的距離為縱坐標(biāo)，作出梯度散點(diǎn)圖，并采用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合，得到橫向溫度梯度曲線；

在距腹板頂部1.2m內(nèi)采用非線性擬合，在距頂板1.2m到腹板底部范圍內(nèi)采用線性擬合，得到豎向正溫度梯度曲線，如圖1所示；在距腹板頂部1.2m范圍內(nèi)采用非線性擬合，在距腹板頂部1.2m至腹板底部范圍內(nèi)采用線性擬合，得到豎向負(fù)溫度梯度曲線，如圖2所示；頂板上距右側(cè)腹板1.4m至2.8m處的溫度較高采用線性擬合，距右側(cè)腹板0.0m處測(cè)點(diǎn)和4.2m處測(cè)點(diǎn)的溫度較低且相近，得到呈梯形的橫向正溫度梯度曲線如圖5所示；頂板上距右側(cè)腹板1.4m至2.8m處的溫度較低采用線性擬合，距右側(cè)腹板0.0m處測(cè)點(diǎn)和4.2m處測(cè)點(diǎn)的溫度較高且相近，得到呈倒梯形的橫向負(fù)溫度梯度曲線如圖6所示。

3、將得到的溫度梯度曲線簡(jiǎn)化成折線，為溫度梯度模式；

對(duì)豎向正溫度梯度曲線簡(jiǎn)化，在距腹板頂部0.2m內(nèi)采用直線簡(jiǎn)化，在距腹板頂部0.2m到1.2m范圍內(nèi)采用直線簡(jiǎn)化，0.2m處為折點(diǎn)，得到豎向正溫度梯度模式如圖3所示；

對(duì)豎向負(fù)梯度曲線簡(jiǎn)化，在距腹板頂部1.2m內(nèi)采用直線簡(jiǎn)化，1.2m處為折點(diǎn)，得到豎向負(fù)溫度梯度模式如圖4所示；

橫向正負(fù)溫度梯度曲線均為折線形，不需要簡(jiǎn)化。

4、得到豎向溫度梯度模式腹板各折點(diǎn)的日極值溫差值和橫向溫度梯度模式頂板各折點(diǎn)的日極值溫差值；

腹板各折點(diǎn)日極值溫差值為各折點(diǎn)處測(cè)點(diǎn)溫度值減去腹板測(cè)點(diǎn)最低溫度值，頂板各折點(diǎn)的日極值溫差值為頂板各折點(diǎn)處測(cè)點(diǎn)溫度值減去頂板測(cè)點(diǎn)最低溫度值；

5、對(duì)鋼箱梁橋的頂板和腹板各個(gè)折點(diǎn)的日極值溫差值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到溫差概率分布直方圖，再對(duì)直方圖進(jìn)行概率擬合，得到日極值溫差概率密度函數(shù)；

統(tǒng)計(jì)頂板和腹板各個(gè)折點(diǎn)的日極值溫差值并輸入到計(jì)算機(jī)，應(yīng)用origin8.0數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析軟件分別做出頂板和腹板各個(gè)折點(diǎn)的日極值溫差值的概率直方圖，再分別對(duì)頂板和腹板各個(gè)折點(diǎn)的日極值溫差值的概率直方圖進(jìn)行函數(shù)擬合，得到對(duì)應(yīng)的概率密度函數(shù)f(x)：

豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝18.7，σ＝3.50，如圖19所示；

豎向溫度梯度模式中距腹板頂部0.2m處折點(diǎn)日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t2符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝9.40，σ＝2.91，如圖20所示；

豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合極值ⅰ型分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝-2.70，σ＝0.68，如圖21所示；

橫向溫度梯度模式中距兩側(cè)腹板1.4m處日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝6.79，σ＝1.18，如圖22所示；

無(wú)鋪裝鋼箱梁橋橫向溫度梯度模式中距兩側(cè)腹板1.4m處日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝-2.32，σ＝1.01，如圖23所示；

6、通過(guò)概率密度函數(shù)f(x)，計(jì)算設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年，不同重現(xiàn)期n的溫差標(biāo)準(zhǔn)值t。

概率密度函數(shù)f(x)所對(duì)應(yīng)的分布函數(shù)為fx(x)，則設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期100年內(nèi)的頂板和各個(gè)折點(diǎn)的極值溫差值的累積分布函數(shù)fy(x)為：fy(x)＝[fx(x)]¹⁰⁰；

溫差標(biāo)準(zhǔn)值的保證率為p0，對(duì)鐵路鋼箱梁橋施工期溫度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行取值，可將兩年作為施工期設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，分別取半年、一年作為施工期溫度作用重現(xiàn)期，則施工期內(nèi)極值溫差作用的溫差標(biāo)準(zhǔn)值的保證率分別為96％、98％；令fy(x)＝p0，計(jì)算得x為溫差標(biāo)準(zhǔn)值t。

無(wú)鋪裝鋼箱梁豎向溫差標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表1，橫向溫差標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表2。

7、為方便在實(shí)際工程中的應(yīng)用，對(duì)不同重現(xiàn)期無(wú)鋪裝鐵路鋼箱梁的溫差標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行偏安全取整，得到溫差標(biāo)準(zhǔn)值的建議值。

無(wú)鋪裝鐵路鋼箱梁豎向溫差標(biāo)準(zhǔn)值的建議值見(jiàn)表3，橫向溫差標(biāo)準(zhǔn)值的建議值見(jiàn)表4。

實(shí)施例2

1、在混凝土鋪裝鋼箱梁橋腹板和頂板上布置溫度測(cè)點(diǎn)并采集溫度，每次采集時(shí)間間隔為3分鐘；每次采集時(shí)間間隔也可為2分鐘，每次采集時(shí)間間隔還可為5分鐘；

參照英國(guó)規(guī)范bs-5400對(duì)鋼橋溫度梯度的規(guī)定，在混凝土鋪裝層鋼箱梁兩側(cè)腹板布置溫度測(cè)點(diǎn)，溫度測(cè)點(diǎn)位置以距頂板的垂直距離表示為0.0m，0.05m，0.1m，0.2m，0.3m，0.6m，1.2m，2.4m，4.15m和腹板底部；在頂板布置溫度測(cè)點(diǎn)，溫度測(cè)點(diǎn)位置以距離右側(cè)腹板的水平距離表示為：0.0m，1.4m，2.8m，4.2m；每隔3分鐘采集一次各測(cè)點(diǎn)溫度并記錄。

2、將采集獲得的混凝土鋪裝層鋼箱梁橋溫度進(jìn)行分析，找出腹板各測(cè)點(diǎn)日極值溫差值所對(duì)應(yīng)時(shí)刻的溫度數(shù)據(jù)，以溫度為橫坐標(biāo)，測(cè)點(diǎn)間的距離為縱坐標(biāo)，作出梯度散點(diǎn)圖，并采用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合。

在距腹板頂部1.2m內(nèi)采用非線性擬合，在距頂板1.2m到腹板底部范圍內(nèi)采用線性擬合，得到豎向正溫度梯度曲線，如圖7所示；在距腹板頂部2.4m范圍內(nèi)采用非線性擬合，得到豎向負(fù)溫度梯度曲線，如圖8所示；頂板上距右側(cè)腹板1.4m至2.8m處的溫度較高采用線性擬合，距右側(cè)腹板0.0m處測(cè)點(diǎn)和4.2m處測(cè)點(diǎn)的溫度較低且相近，得到呈梯形的橫向正溫度梯度曲線如圖11所示；頂板與陰面腹板的交點(diǎn)處溫度最低，頂板與陽(yáng)面腹板交點(diǎn)處溫度最高，得到呈線性分布的橫向負(fù)溫度梯度曲線如圖12所示。

3、將得到的溫度梯度曲線簡(jiǎn)化成折線，為溫度梯度模式；

對(duì)豎向正溫度梯度曲線簡(jiǎn)化，在距腹板頂部0.2m內(nèi)采用直線簡(jiǎn)化，在距腹板頂部0.2m到2.4m范圍內(nèi)采用直線簡(jiǎn)化，0.2m處為折點(diǎn)，得到豎向正溫度梯度模式如圖9所示；

對(duì)豎向負(fù)梯度曲線簡(jiǎn)化，在距腹板頂部2.4m內(nèi)采用直線簡(jiǎn)化，得到豎向負(fù)溫度梯度模式如圖10所示；

橫向正負(fù)溫度梯度曲線均為折線形，不需要簡(jiǎn)化。

4、得到豎向溫度梯度模式腹板各折點(diǎn)的日極值溫差值和橫向溫度梯度模式頂板各折點(diǎn)的日極值溫差值；

腹板各折點(diǎn)日極值溫差值為各折點(diǎn)處測(cè)點(diǎn)溫度值減去腹板測(cè)點(diǎn)最低溫度值，頂板各折點(diǎn)的日極值溫差值為頂板各折點(diǎn)處測(cè)點(diǎn)溫度值減去頂板測(cè)點(diǎn)最低溫度值；

5、對(duì)鋼箱梁橋的頂板和腹板各個(gè)折點(diǎn)的日極值溫差值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到溫差概率分布直方圖，再對(duì)直方圖進(jìn)行概率擬合，得到日極值溫差概率密度函數(shù)；

統(tǒng)計(jì)頂板和腹板各個(gè)折點(diǎn)的日極值溫差值并輸入到計(jì)算機(jī)，應(yīng)用origin8.0數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析軟件分別做出頂板和腹板各個(gè)折點(diǎn)的日極值溫差值的概率直方圖，再分別對(duì)頂板和腹板各個(gè)折點(diǎn)的日極值溫差值的概率直方圖進(jìn)行函數(shù)擬合，得到對(duì)應(yīng)的概率密度函數(shù)f(x)：

豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝5.13，σ＝3.50，如圖24所示；

豎向溫度梯度模式中距腹板頂部0.2m處折點(diǎn)日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t2符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝3.30，σ＝1.00，如圖25所示；

豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合極值ⅰ型分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝-1.26，σ＝0.62，如圖26所示；

橫向溫度梯度模式中距兩側(cè)腹板1.4m處日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝2.56，σ＝0.88，如圖27所示；

橫向溫度梯度模式中腹板頂部日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝-1.46，σ＝0.85，如圖28所示；

6、通過(guò)概率密度函數(shù)f(x)，計(jì)算設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年，不同重現(xiàn)期n的溫差標(biāo)準(zhǔn)值t。

概率密度函數(shù)f(x)所對(duì)應(yīng)的分布函數(shù)為fx(x)，則設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期100年內(nèi)的頂板和各個(gè)折點(diǎn)的極值溫差值的累積分布函數(shù)fy(x)為：fy(x)＝[fx(x)]¹⁰⁰；

溫差標(biāo)準(zhǔn)值的保證率為p0，對(duì)鐵路鋼箱梁橋施工期溫度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行取值，可將兩年作為施工期設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，分別取半年、一年作為施工期溫度作用重現(xiàn)期，則施工期內(nèi)極值溫差作用的溫差標(biāo)準(zhǔn)值的保證率分別為96％、98％；

令fy(x)＝p0，計(jì)算得x為溫差標(biāo)準(zhǔn)值t。

混凝土鋪裝鋼箱梁豎向溫差標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表1，橫向溫差標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表2。

7、為方便在實(shí)際工程中的應(yīng)用，對(duì)不同重現(xiàn)期混凝土鋪裝鐵路鋼箱梁的溫差標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行偏安全取整，得到溫差標(biāo)準(zhǔn)值的建議值。

混凝土鋪裝鐵路鋼箱梁豎向溫差標(biāo)準(zhǔn)值的建議值見(jiàn)表3，橫向溫差標(biāo)準(zhǔn)值的建議值見(jiàn)表4。

實(shí)施例3

1、在道砟層鋪裝鋼箱梁橋腹板和頂板上布置溫度測(cè)點(diǎn)并采集溫度，每次采集時(shí)間間隔為3分鐘；每次采集時(shí)間間隔也可為2分鐘，每次采集時(shí)間間隔還可為5分鐘；

參照英國(guó)規(guī)范bs-5400對(duì)鋼橋溫度梯度的規(guī)定，在道砟鋪裝層鋼箱梁兩側(cè)腹板布置溫度測(cè)點(diǎn)，溫度測(cè)點(diǎn)位置以距頂板的垂直距離表示為0.0m，0.05m，0.1m，0.2m，0.3m，0.6m，1.2m，2.4m，4.15m和腹板底部；在頂板布置溫度測(cè)點(diǎn)，溫度測(cè)點(diǎn)位置以距離右側(cè)腹板的水平距離表示為：0.0m，1.4m，2.8m，4.2m；每隔3分鐘采集一次各測(cè)點(diǎn)溫度并記錄。

2、將采集獲得的混凝土鋪裝層鋼箱梁橋溫度進(jìn)行分析，找出腹板各測(cè)點(diǎn)日極值溫差值所對(duì)應(yīng)時(shí)刻的溫度數(shù)據(jù)，以溫度為橫坐標(biāo)，測(cè)點(diǎn)間的距離為縱坐標(biāo)，作出梯度散點(diǎn)圖，并采用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合。

在距腹板頂部2.4m范圍內(nèi)采用非線性擬合，得到豎向正溫度梯度曲線，如圖13所示；在距腹板頂部2.4m范圍內(nèi)采用非線性擬合，得到豎向負(fù)溫度梯度曲線，如圖14所示；頂板上距右側(cè)腹板1.4m至2.8m處的溫度較高采用線性擬合，距右側(cè)腹板0.0m處測(cè)點(diǎn)和4.2m處測(cè)點(diǎn)的溫度較低且相近，得到呈梯形的橫向正溫度梯度曲線，如圖17所示；頂板上距右側(cè)腹板1.4m至2.8m處的溫度較低采用線性擬合，頂板與陰面腹板相交處溫度次之，頂板與陽(yáng)面腹板相交處溫度最高，得到呈線性的橫向負(fù)溫度梯度曲線，如圖18所示。

3、將得到的溫度梯度曲線簡(jiǎn)化成折線，為溫度梯度模式；

對(duì)豎向正溫度梯度曲線簡(jiǎn)化，在距腹板頂部0.05m范圍內(nèi)采用直線簡(jiǎn)化，在距腹板頂部0.05m到2.4m范圍內(nèi)采用直線簡(jiǎn)化，0.05m處為折點(diǎn)，得到豎向正溫度梯度模式如圖15所示；

對(duì)豎向負(fù)梯度曲線簡(jiǎn)化，在距腹板頂部2.4m范圍內(nèi)采用直線簡(jiǎn)化，得到豎向負(fù)溫度梯度模式如圖16所示；

橫向正負(fù)溫度梯度曲線均為折線形，不需要簡(jiǎn)化。

4、得到豎向溫度梯度模式腹板各折點(diǎn)的日極值溫差值和橫向溫度梯度模式頂板各折點(diǎn)的日極值溫差值；

腹板各折點(diǎn)日極值溫差值為各折點(diǎn)處測(cè)點(diǎn)溫度值減去腹板測(cè)點(diǎn)最低溫度值，頂板各折點(diǎn)的日極值溫差值為頂板各折點(diǎn)處測(cè)點(diǎn)溫度值減去頂板測(cè)點(diǎn)最低溫度值；

5、對(duì)鋼箱梁橋的頂板和腹板各個(gè)折點(diǎn)的日極值溫差值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到溫差概率分布直方圖，再對(duì)直方圖進(jìn)行概率擬合，得到日極值溫差概率密度函數(shù)；

統(tǒng)計(jì)頂板和腹板各個(gè)折點(diǎn)的日極值溫差值并輸入到計(jì)算機(jī)，應(yīng)用origin8.0數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析軟件分別做出頂板和腹板各個(gè)折點(diǎn)的日極值溫差值的概率直方圖，再分別對(duì)頂板和腹板各個(gè)折點(diǎn)的日極值溫差值的概率直方圖進(jìn)行函數(shù)擬合，得到對(duì)應(yīng)的概率密度函數(shù)f(x)：

豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合極值ⅰ型分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝2.58，σ＝1.17，如圖29所示；

豎向溫度梯度模式中距腹板頂部0.05m處折點(diǎn)日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t2符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝2.20，σ＝1.35，如圖30所示；

豎向溫度梯度模式中腹板頂部日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝-2.52，σ＝2.24，如圖31所示；

橫向溫度梯度模式中距兩側(cè)腹板1.4m處日極值正溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝1.00，σ＝0.70，如圖32所示；

橫向溫度梯度模式中距兩側(cè)腹板1.4m處日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t1符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝-1.87，σ＝0.94，如圖33所示；

橫向溫度梯度模式中腹板頂部日極值負(fù)溫差標(biāo)準(zhǔn)值t2符合正態(tài)分布，其概率密度函數(shù)為：

式中μ＝-0.60，σ＝0.33，如圖34所示；

6、通過(guò)概率密度函數(shù)f(x)，計(jì)算設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年，不同重現(xiàn)期n的溫差標(biāo)準(zhǔn)值t；

概率密度函數(shù)f(x)所對(duì)應(yīng)的分布函數(shù)為fx(x)，則設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期100年內(nèi)的頂板和各個(gè)折點(diǎn)的極值溫差值的累積分布函數(shù)fy(x)為：fy(x)＝[fx(x)]¹⁰⁰

溫差標(biāo)準(zhǔn)值的保證率為p0，對(duì)鐵路鋼箱梁橋施工期溫度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行取值，可將兩年作為施工期設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，分別取半年、一年作為施工期溫度作用重現(xiàn)期，則施工期內(nèi)極值溫差作用的溫差標(biāo)準(zhǔn)值的保證率分別為96％、98％；

令fy(x)＝p0，計(jì)算得x為溫差標(biāo)準(zhǔn)值t。

道砟層鋪裝鋼箱梁豎向溫差標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表1，橫向溫差標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表2。

7、為方便在實(shí)際工程中的應(yīng)用，對(duì)不同重現(xiàn)期道砟層鋪裝鐵路鋼箱梁的溫差標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行偏安全取整，得到溫差標(biāo)準(zhǔn)值的建議值。

道砟層鋪裝鐵路鋼箱梁豎向溫差標(biāo)準(zhǔn)值的建議值見(jiàn)表3，橫向溫差標(biāo)準(zhǔn)值的建議值見(jiàn)表4。

表1鐵路鋼箱梁豎向溫差標(biāo)準(zhǔn)值

表2鐵路鋼箱梁橫向溫差標(biāo)準(zhǔn)值

表3鐵路鋼箱梁豎向溫差標(biāo)準(zhǔn)值的建議值

表4鐵路鋼箱梁橫向溫差標(biāo)準(zhǔn)值的建議值