钢-混凝土组合梁是一种能充分发挥混凝土和钢的材料优势的结构,得益于其出色的力学性能和经济性,近几十年来,在桥梁领域中得到了越来越广泛的应用。而桥梁长期暴露在自然环境中,会产生不均匀的温度场,进而引起温度次应力、次内力和变形等温度效应,对结构产生混凝土开裂、钢板屈曲、支座破坏等不利影响。而组合梁两种材料的导热系数相差较大,温度分布更加不均匀,温度作用十分显著。而随着基础建设的发展,桥梁要应对的气候环境越来越极端,温度效应更应受到重视。因此,对组合梁的温度场及温度效应的深入研究是很有必要的。本文的主要研究内容及结论为:一、通过热流耦合数值计算混凝土板表面对流换热系数,并与试验测定值对比,结果吻合良好,验证了热流耦合数值分析的可靠性。建立组合梁二维热流耦合分析模型,计算组合梁各表面平均对流换热系数,结果表明各表面对流换热系数受环境与结构的温差影响不大,且与局部风场相关,近表面风涡会使其降低,不能仅通过表面某高度处的风速判定其大小。计算不同风速下各表面对流换热系数,拟合得到相应的计算式。二、在不同气压下计算组合梁对流换热系数,结果显示气压下降对对流换热系数有明显的影响,分析拟合得到高海拔地区组合梁表面对流换热系数计算式,可以为高原地区结构温度场分析提供参考。三、通过二维数值分析,对比使用常用的对流换热系数和考虑热流耦合和气压影响的对流换热系数对组合梁温度场的影响。分析认为常用的对流换热系数整体偏大且各表面统一,会导致混凝土竖向温差偏大、钢梁横向温差偏小。四、对铁路组合梁进行三维热-结构耦合分析,得到组合梁最不利温度梯度与相应的温度效应。分析认为温度作用下混凝土底面和侧面拉应力较大,工程实践中应予以重视。五、提取铁路组合梁最不利温度梯度并进行公式拟合,得到温度作用的模式。使用数值计算方法获取铁路组合梁在川藏铁路线上四个不同地区,长期的温度梯度荷载数据。并基于可靠度理论,计算桥梁设计周期内温度梯度荷载的代表值。通过分析温度梯度荷载代表值和长期数据发现,不利温度梯度荷载的出现不仅与日气温条件有关,与几日内的气候条件变化也有很大的关联。通过对比认为计算四地区设计温度梯度荷载模式与我国现行规范有所差别。