桥梁结构的温度场随环境温度的变化而变化。桥梁结构在温度分布作用下产生的温度变形和温度应力,是导致混凝土拱桥运营期间产生裂缝的主要原因之一。拱桥是空间结构桥梁的主要代表桥型之一,嘉陵江大桥温度场沿横向、竖向具有明显差异,且随时间变化而变化。本文采用大型通用有限元软件ANSYS并结合其强大的APDL编程功能,建立考虑空间方位的拱桥三维有限元模型。并根据传热学、天文学、计算机图形学等多学科交叉理论,采用温度-结构耦合场分析法,同时考虑桥梁几何形状、地理位置、桥梁方位、遮盖作用及其它条件等诸多复杂因素之后,利用三维瞬态有限单元法对劲性骨架混凝土拱桥的环境温度效应进行分析。本文主要研究内容如下:(1)根据太阳与地球之间的空间关系,确定不同日期、不同时刻、不同地理位置太阳高度角和方位角等参数。通过ASHRAE晴空模型,确定任意地球表面辐射强度大小,并编制基于APDL的遮盖算法子程序,应用遮盖算法判断混凝土主拱圈表面是否受桥面的遮盖作用,以此确定不同时刻主拱圈热传导边界条件。(2)根据桥梁所在的地理位置、太阳天文参数以及三维有限元模型,采用ASHRAE晴空模型和遮盖算法,建立了计算拱桥主拱圈温度场的流程框架,并编制参数化计算程序。同时并分析了风速、大气清洁度、桥梁方位及纬度等参数对拱桥温度场的影响。计算结果表明,在太阳辐射作用下,主拱圈上桥面的遮盖作用对主拱圈温度场的影响很大,拱桥主拱圈箱形截面的温度场在各个方向都是不均匀的,拱桥温度场随时间变化而变化。(3)根据计算的典型截面最不利温差荷载,提出一种适用于劲性骨架混凝土拱桥的温度分布模式,并将其与国内外规范进行对比。本文研究结果可为广南路昭化嘉陵江大桥养护及以后工程提供参考意见。