温度是对桥梁不利的主要环境因素之一。桥梁受外部气候环境的影响,结构温度和温度分布不断变化,明显影响桥梁结构的静、动力特性,改变结构受力状态,导致病害并累积,使得桥梁承载能力下降,从而安全性得不到保障,使用寿命降低,甚至诱发重大坍塌事故。本文以大跨度悬索桥为研究对象,基于前人在结构健康监测系统收集到的长期数据,采用有限元数值分析方法,对这类大跨度箱型钢梁悬索桥进行温度分析,主要内容如下:(1)在实测数据的基础上,研究桥梁跨中位置实测的温度、风速、风向数据与距离桥址位置最近的气象监测站记录的数据之间的关系;同时研究各测点温度及截面横、竖向温差的统计变化规律。结果表明,在没有实测数据的情况下,采用桥址附近气象站的数据进行桥梁温度效应分析具有一定的可行性。(2)分析温度对悬索桥静、动力结构响应(如桥梁跨中位移、桥面倾斜率、自振频率、阻尼比等)的影响,并进行了相关性分析,为结构健康监测方案的设计和桥梁温度效应分析提供了参考。(3)采用ANSYS软件建立钢箱梁结构的有限元分析模型,根据外界环境参数得到第三类热边界条件,计算箱梁在太阳辐射作用下的时变温度场,计算结果通过与实测温度数据比较,验证了文中采用的有限元计算方法是正确可行的,并对桥塔各组成部分的时变温度场进行了研究分析。(4)基于结构温度场计算结果,对箱梁截面横、竖向温差的最不利情况及其温度梯度模式进行了分析。研究表明,具有倾斜上腹板的钢箱梁,产生较大的竖向和横向温差。竖向温差梯度模式并不符合相关规范推荐的模式,而横向最不利温差模式呈现“三阶梯”的特征。(5)结合有关学者试验,首先验证了数值分析方法应用于悬索桥缆索结构的有效性;然后对主缆和吊索在不同条件下的温度场进行了计算和对比,结果表明主缆的外保护层构造,有利于减缓温度效应,PE保护层与灌浆套筒防护对吊索温度的影响基本相同。