桥梁温度效应研究一直是桥梁设计、施工、维护中的重点关注问题之一,纵向、横向温度梯度过大,会产生过大温度应力导致梁体开裂,对结构的安全性、耐久性和适用性均有很大影响。近几十年来关于桥梁温度效应有很多研究,大多简化成二维问题进行分析,这些对常规结构在大部分工况有较好的精度,但在一些复杂结构和工况下(如复杂的温度场)精度难以满足。3维温度场下的桥梁温度效应计算理论复杂,目前缺乏桥梁温度效应结构概念设计的理论指导,设计、研究人员采用二维分析方法将对研究温度效应可能导致结构偏不安全。另一方面,桥梁选址分散,通常缺少必要的气象温度资料,导致前期勘测造成困难,因此需要建立可靠的理论计算该地气象资料,进而得到温度场参数,从而为高精度的温度效应分析提供基本参数。因此本文将在计算温度效应时突破平面分析的限制,给出桥梁温度概念设计指导,得到一整套3D桥梁温度效应计算方法。主要工作内容如下:(1)根据太阳日照天文模型理论,计算混凝土梁桥位于不同桥址(经度、纬度和方位角)下梁桥3维模型的辐射情况。再利用各处辐射值作为边界,在有限元软件ABAQUS中得到全桥温度分布,并以指数函数形式拟合最大温差时刻的温度梯度。(2)推导了三参数力矩分配法求解过程,选定梁桥的截面高度,跨中高跨比,支座高跨比作为关键参数,求出传递系数,分配系数和基本弯矩以供求解。为验证本文所述方法的准确性,利用本文方法计算的结构与Midas和结构力学求解器计算结果相比只有2%的误差,证明了此方法准确可靠。(3)采用平面应变方法计算桥梁温度自应力,特别是横向温度应力及其主要影响参数的分析。对拟合温度梯度公式、铁路桥规和公路桥规进行了理论计算,并采用有限元仿真软件ABAQUS进行了梁桥的3D模型进行比较,结果证明误差非常小。最后采用变截面连续梁力矩分配法,给出了梅岙大桥温度内力的计算结果。