随着我国经济实力的增强,交通运输事业蓬勃发展。跨越江河湖海等自然天险的需要对桥梁跨度提出了更高的要求,斜拉桥因其卓越的跨越能力成为了大跨度桥梁的主选桥型之一。然而,由于钢的比热容较小,大跨度斜拉桥的钢结构主梁在环境温度作用下的升降温幅度较大,产生的温度荷载不容忽视。因此,大跨度斜拉桥温度荷载效应是桥梁工程领域的研究热点之一。本文以苏通大桥为工程背景,围绕大跨度斜拉桥温度荷载效应这一主题,结合结构健康监测系统(SHMS)实测数据,开展了大跨度斜拉桥温度荷载效应模拟与实测研究,研究结论可为大跨度斜拉桥温度荷载效应模拟提供参考。主要研究内容包括:(1)大跨度斜拉桥主梁温度场分布特性实测分析。基于苏通大桥SHMS所采集的扁平钢箱梁长期温度数据,对截面各测点的温度和温差的统计规律进行了分析,研究了钢箱梁截面内的传热规律。通过最小二乘估计和假设检验等方法,对温度和温差的概率密度进行了量化,得出了各测点温度和温差的概率分布模型。从随机过程的角度计算了各测点温度的功率谱密度及空间相干函数,建立了温度谱密度与相干函数的有效模型,为后续的主梁温度场模拟研究奠定了基础。(2)大跨度斜拉桥主梁温度场数值模拟。基于测点温度统计规律,分析了实测温度场的非高斯特性。引入Hermite正变换,对实测温度场进行高斯化处理,并采用所拟合的功率谱密度模型和空间相干函数模型构造互谱密度矩阵,据此基于谐波合成法对钢箱梁温度场进行了数值模拟。在此基础上采用Hermite逆变换获得符合实测温度场特性的模拟温度场。为验证模拟结果的合理性,将模拟温度场的概率密度函数、功率谱密度和空间相干函数与实测值进行了对比。(3)大跨度斜拉桥模态参数识别及温度相关性研究。基于苏通大桥SHMS所采集的主梁长期振动数据,对主梁跨中断面的各向振动响应进行了分析,研究了结构振动响应RMS与温度之间的关系。采用随机减量法对桥梁长期模态参数进行了识别,并据此分析了各阶典型模态频率与温度之间的相关性,从而为后续有限元建模及温度荷载效应模拟提供验证基础。(4)大跨度斜拉桥温度荷载效应模拟及实测验证。根据苏通大桥结构设计参数,基于ANSYS建立了该桥的有限元模型。根据该桥的动静载试验报告,计算了空载和标准静载作用下有限元模型的竖向变形,并将计算结果与试验值进行了对比,以验证有限元模型在静力方面的有效性。据此,进一步分析了温度荷载对大跨度斜拉桥静力特性的影响。在上述工作的基础上,计算了桥梁在不同温度下的模态频率,并与前文的模态识别结果及第三方计算结果进行了对比,以验证所建立的模型在动力特性方面的准确性。通过对主梁和斜拉索进行升降温,得到了温度荷载下结构模态频率的变化规律,并与实测结果进行了对比。