Temperature changes due to hydration heat often cause cracks in the early-age concrete deck of steel–concrete composite girder bridges, even before opening to traffic. However, no available methods are provided in current specifications for the thermal effect calculation. To fill this gap, large-scale temperature measurements and fine finite-element model (FEM) analysis were performed on an actual composite girder bridge. Based on the fully validated FEM, a comprehensive parametric study was carried out to establish the spatio-temporal pattern of hydration-caused temperature, including a vertical pattern and an evolutionary pattern. Finally, a simplified method was presented for the thermal stress calculation of composite girders, and a case study was also provided. Measurements showed that temperature differences of concrete deck varied below 5 °C, much smaller than the entire composite section. FEM analysis then suggested that the influence of solar radiation can be basically ignored compared with hydration heat. The spatio-temporal pattern in the form of the coefficient of temperature rise was proposed based on the above findings and parametric study, and the reliability was properly verified with experimental or FEM results. For the final simplified method, the case study demonstrated that it can effectively facilitate the thermal stress calculation of composite girders during hydration process by adopting the proposed spatio-temporal pattern. As such, preliminary curing schemes can be easily selected to control the concrete cracking risk before casting.

中文翻译：

---

水合过程中钢混凝土组合梁的温度作用及开裂风险研究

水化热引起的温度变化通常会在钢混凝土复合梁桥的早期混凝土面板中造成裂缝，甚至在通车之前也是如此。但是，当前规范中没有提供可用的方法来进行热效应计算。为了填补这一空白，对实际的复合梁桥进行了大规模的温度测量和精细的有限元模型（FEM）分析。在充分验证的有限元法的基础上，进行了全面的参数研究，以建立水化引起的温度的时空模式，包括垂直模式和演化模式。最后，提出了一种简化的计算组合梁热应力的方法，并提供了案例研究。测量表明，混凝土甲板的温度差在5°C以下变化，比整个复合截面小得多。有限元分析表明，与水化热相比，太阳辐射的影响基本可以忽略。基于以上发现和参数研究，提出了以温升系数形式出现的时空分布图，并通过实验或有限元方法对可靠性进行了验证。对于最终的简化方法，案例研究表明，采用建议的时空模式可以有效地促进复合梁在水化过程中的热应力计算。这样，可以很容易地选择预固化方案，以控制浇铸前混凝土开裂的风险。有限元分析表明，与水化热相比，太阳辐射的影响基本可以忽略。基于以上发现和参数研究，提出了以温升系数形式出现的时空分布图，并通过实验或有限元方法对可靠性进行了验证。对于最终的简化方法，案例研究表明，采用建议的时空模式可以有效地促进复合梁在水化过程中的热应力计算。这样，可以很容易地选择预固化方案，以控制浇铸前混凝土开裂的风险。有限元分析表明，与水化热相比，太阳辐射的影响基本可以忽略。基于以上发现和参数研究，提出了以温升系数形式出现的时空分布图，并通过实验或有限元方法对可靠性进行了验证。对于最终的简化方法，案例研究表明，采用建议的时空模式可以有效地促进复合梁在水化过程中的热应力计算。这样，可以很容易地选择预固化方案，以控制浇铸前混凝土开裂的风险。基于以上发现和参数研究，提出了以温升系数形式出现的时空分布图，并通过实验或有限元方法对可靠性进行了验证。对于最终的简化方法，案例研究表明，采用建议的时空模式可以有效地促进复合梁在水化过程中的热应力计算。这样，可以很容易地选择预固化方案，以控制浇铸前混凝土开裂的风险。基于上述发现和参数研究，提出了以温度升高系数形式出现的时空分布图，并通过实验或有限元方法对可靠性进行了验证。对于最终的简化方法，案例研究表明，采用建议的时空模式可以有效地促进复合梁在水化过程中的热应力计算。这样，可以很容易地选择预固化方案，以控制浇铸前混凝土开裂的风险。案例研究表明，采用建议的时空模式可以有效地促进复合梁在水化过程中的热应力计算。这样，可以很容易地选择预固化方案，以控制浇铸前混凝土开裂的风险。案例研究表明，采用建议的时空模式可以有效地促进复合梁在水化过程中的热应力计算。这样，可以很容易地选择预固化方案，以控制浇铸前混凝土开裂的风险。