温度作用是混凝土桥梁开裂的主要原因之一,目前对于温度作用的研究大多是基于有限元方法的模拟以及现场实测温度数据的验证。有限元方法是在假设混凝土为均质材料的基础上计算温度场和温度效应,然而实际混凝土内部是非均质的。为了精确模拟混凝土内部温度场及温度效应,本文以离散元理论为核心,采用颗粒流软件PFC分析混凝土温度作用。针对混凝土细观参数进行标定,包括力学参数及热力学参数。采用标准立方体混凝土试件单轴压缩试验进行力学参数的标定,得到的应力-应变全曲线、微裂缝-时步曲线(呈“S”型)及破坏形态(双曲线型)与试验结果一致,验证了所取参数的合理性。在热力学参数标定中,对生成的混凝土试件单侧施加恒定热流,得到温度场分布,再与解析解对比分析,从而验证热力学参数的可靠性。应用离散元方法精细化模拟混凝土材料的非均质性,得到箱梁截面二维温度场分布。对比分析离散元结果与有限元模拟结果发现,基于离散元方法的混凝土温度传导与有限元结果比较吻合,通过对比测点温度,发现其差异不超过0.5℃,说明基于PFC的混凝土温度传导模拟的可行性与准确性;采用指数函数曲线对各壁板最不利时刻温差进行拟合,用于温度效应分析的荷载施加。以温度场分析结果作为荷载施加到箱梁结构上,采用离散元方法计算横向温度应力,建立足够小的测量圆分析顶板、腹板及底板内外测点水平向应力和竖向应力-时程变化规律;监测微裂缝数量,与应力-时程曲线对比分析温度变化,建立7个寒潮降温工况,监测内部微裂缝的分布和发展,研究温度作用对裂缝的形成机理。结果表明,降温幅度以影响裂缝的长度和宽度为主,降温时间以影响裂缝的数量为主。