混凝土桥梁及无砟轨道结构在运营过程中会直接受到自然环境的影响，其温度荷载特点如表3-1所示。由于混凝土的热传导性能较差，在气温变化、降雨、降雪及日照等条件下，梁体及无砟轨道结构受温度变化的影响随着计算点距表面深度的增加而减弱，这将不可避免地导致温度梯度荷载。本节研究不同温度荷载条件下桥上无砟轨道无缝线路伸缩受力与变形的变化。

表3-1　温度荷载特点表

1. 桥梁温差

中国《铁路桥涵设计规范》[156]规定，箱梁日照温差荷载应分别考虑沿梁高、梁宽方向的温差荷载和两个方向的组合温差荷载。箱梁沿梁高、梁宽方向的温差曲线为指数函数，分别按式（3-1）、式（3-2）和表3-1计算取值。《新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定》中规定，桥上无缝线路纵向力计算时，梁体取整体温差荷载，其中有砟轨道混凝土梁温差取15 °C，无砟轨道混凝土梁温差取20 °C，钢梁温差取25 °C。

式中 Ty, xT—— 计算点y、x处的温差（°C）；

T01, T02—— 箱梁沿梁高、梁宽方向温差（ °C）；(www.daowen.com)

y，x —— 计算点至箱梁外表面的距离（m）；

a —— 按表3-2取值（m-1）。

表3-2　日照温差曲线的a与T0值

日本的桥梁设计标准中关于竖向温度梯度的规定：在混凝土结构中温度变化的范围根据不同地区的平均气温确定，一般情况下，最大升降限度可分别采用15 °C；根据桥面板和其他部分的温差度计算断面内的应力时，温差以5 °C为标准；温度分布在桥面和其他部分内时看作均匀的。

2. 无砟轨道温差

轨道板在长时间日照下，其上表面温度高于下表面温度，因混凝土材料的热传导性能较差，轨道板在厚度方向上存在温度差或温度梯度（正温度梯度）。这种不均匀温度荷载作用致使轨道板内部产生翘曲应力，并引发翘曲变形。同理，轨道板在冬季降雪等极寒低温条件下，其上表面温度低于下表面，使得轨道板在厚度方向上形成温度梯度（负温度梯度），同样会致使内部产生翘曲应力，并引发翘曲变形。我国《高速铁路设计规范》[157]和《铁路轨道设计规范》[158]均规定：混凝土轨道板结构正温度梯度（上热下冷）宜取90 °C/m，负温度梯度（上冷下热）宜取45 °C/m。