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采用我国现行桥梁规范中最不利的三种环境温差作用(两种均匀温度变化和一种梯度温度变化)，利用有限元软件ABAQUS对一种FRP-混凝土组合桥面结构进行热应力分析，得到了该组合桥面结构在这三种温差作用下的变形特征和应力分布状况。有限元模拟结果表明：均匀温度变化效应大于梯度温度变化效应；温差作用对FRP-混凝土组合桥面结构非常不利，在以后FRP-混凝土组合桥面结构设计中需将此作用作为重要的荷载之一加以考虑。