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桥面大跨径连续刚构桥桥面铺装受力和合理结构

收藏本文 2024-02-25 点赞:22575 浏览:98464 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:连续刚构桥具有结构合理、施工方便、行车平顺等优点,成为高等级公路与城市快速路中大跨径桥梁的首选桥型,但是目前国内大部分连续刚构桥的桥面铺装在通车运营不久就出现了各种病害,大大降低桥梁的舒适性和安全性。现行规范尚未将桥面铺装作为单独的结构层进行设计,同时关于桥面铺装的探讨主要集中在钢桥结构上,而连续刚构桥的探讨成果较少。本论文依托甘肃省交通建设科技项目[甘交工(科研)2011年第002号]《陇东地区高速公路桥梁沥青混凝土桥面铺装关键技术探讨与运用》和重庆交通大学探讨生革新基金项目(2010(下)-5)《大跨径连续刚构桥桥面铺装受力浅析与合理结构探讨》,结合甘肃省西长凤高速公路泾河特大桥,对连续刚构桥梁的桥面铺装进行有限元受力浅析,主要探讨内容如下:首先对重庆地区大跨径连续刚构桥的桥面铺装病害进行实地调查,统计浅析桥面铺装的病害种类和分布特点。根据病害的类别及产生的机理,确定以铺装层的拉应力和剪应力作为论述浅析的主要力学指标。针对桥面铺装病害集中出现在桥墩和跨中区域的现象,本论文选取这两个区域建立局部模型进行重点浅析。利用MADIS/Civil软件建立泾河特大桥全桥模型,验算施工阶段的受力;计算正常利用状态下桥梁的应力(应变),包括泾河特大桥在不同温度和收缩徐变条件下的桥梁变形,并提取局部模型端面对应的变形值。通过ANSYS有限元软件分别建立桥墩与跨中处铺装层局部模型,逐一探讨桥面铺装与桥梁协同变形、车辆荷载、铺装层厚度和材料性能等影响因素下,桥面铺装局部模型的应力变化规律。在仿真浅析铺装层应力变化规律的基础上,通过大量浅析计算不同铺装厚度和车辆荷载作用下桥墩与跨中处铺装层的应力,得出大跨径连续刚构桥沥青铺装层合理的材料类型和铺装结构范围,为连续刚构桥桥面铺装的设计及施工提供一定的论述指导。关键词:桥面铺装论文连续刚构桥论文病害规律论文整桥计算论文局部模型论文有限元浅析论文

    摘要4-5

    ABSTRACT5-10

    第一章 绪论10-18

    1.1 不足的提出10-12

    1.2 国内外探讨近况12-16

    1.2.1 国外探讨近况12-14

    1.2.2 国内探讨近况14-15

    1.2.3 进展动态15-16

    1.3 本论文的主要内容16-18

    1.3.1 主要探讨内容16-17

    1.3.2 革新点17-18

    第二章 连续刚构桥沥青砼桥面铺装病害与理由浅析18-28

    2.1 连续刚构桥型及其桥面铺装的受力特点18-19

    2.2 重庆地区连续刚构桥桥面铺装层病害调查19-22

    2.2.1 病害调查基本情况19-20

    2.2.2 长江大桥复线桥的病害浅析20-21

    2.2.3 嘉陵江黄花园大桥病害浅析21-22

    2.3 其它地区桥梁沥青混凝土桥面铺装病害基本情况22-23

    2.3.1 北京地区桥面铺装的病害情况22-23

    2.3.2 西北地区桥面铺装的病害情况23

    2.4 桥面铺装主要病害及理由浅析23-27

    2.4.1 主要病害种类23-25

    2.4.2 破坏理由浅析25-27

    2.5 小结27-28

    第三章 连续刚构桥全桥模型建立与结构变形计算28-41

    3.1 MIDAS/CIVIL有限元软件基本论述28-29

    3.1.1 有限元浅析策略的基本情况28

    3.1.2 MIDAS/Civil软件计算策略28-29

    3.2 泾河特大桥概况29-33

    3.2.1 泾河特大桥基本情况29-32

    3.2.2 泾河特大桥施工工况及计算步骤32-33

    3.3 泾河特大桥全桥结构计算33-36

    3.3.1 全桥计算模型33

    3.3.2 计算荷载介绍33-34

    3.3.3 计算结果浅析34-36

    3.4 连续刚构桥梁变形计算结果36-40

    3.4.1 桥墩局部模型变形计算结果36-38

    3.4.2 跨中局部模型变形计算结果38-40

    3.5 小结40-41

    第四章 有限元论述与桥面铺装局部模型建立41-48

    4.1 ANSYS有限元浅析软件41-42

    4.1.1 ANSYS软件介绍41

    4.1.2 接触浅析基本论述41-42

    4.2 有限元浅析计算参数42-46

    4.2.1 基本检测设42-43

    4.2.2 桥面铺装计算参数43-44

    4.2.3 单元类型选择和网格划分44

    4.2.4 边界条件44

    4.2.5 计算荷载44-46

    4.3 桥墩与跨中的局部有限元模型46-47

    4.3.1 桥墩处桥面铺装局部模型46-47

    4.3.2 跨中处桥面铺装局部模型47

    4.4 小结47-48

    第五章 桥墩处桥面铺装局部模型应力浅析48-63

    5.1 桥面铺装与连续刚构桥协同变形48-51

    5.1.1 温度作用48-50

    5.1.2 收缩徐变效应50-51

    5.2 车辆荷载作用51-56

    5.2.1 车辆自重荷载作用51-53

    5.2.2 车辆水平制动荷载作用53-56

    5.3 铺装层结构组合的影响56-58

    5.4 桥面铺装材料性能的影响58-61

    5.4.1 沥青混合料模量的影响58-60

    5.4.2 防水粘结材料模量的影响60-61

    5.5 小结61-63

    第六章 跨中处桥面铺装局部模型应力浅析63-77

    6.1 桥面铺装与连续刚构桥协同变形63-66

    6.1.1 温度作用63-65

    6.1.2 收缩徐变效应65-66

    6.2 车辆荷载作用66-70

    6.2.1 车辆自重作用66-68

    6.2.2 车辆水平制动荷载作用68-70

    6.3 桥面铺装层结构组合的影响70-72

    6.4 桥面铺装材料性能的影响72-75

    6.4.1 沥青混合料模量的影响72-73

    6.4.2 防水粘结材料模量的影响73-75

    6.5 小结75-77

    第七章 大跨径连续刚构桥梁桥面铺装合理结构探讨77-89

    7.1 桥墩处桥面铺装合理结构探讨77-82

    7.1.1 沥青砼铺装层拉应力要求78-79

    7.1.2 沥青砼铺装层剪应力要求79-80

    7.1.3 桥墩处防水粘结层拉应力要求80-82

    7.2 跨中处桥面铺装合理结构探讨82-87

    7.2.1 沥青砼铺装层拉应力要求83-84

    7.2.2 沥青砼铺装层剪应力要求84-85

    7.2.3 跨中处防水粘结层拉应力要求85-87

    7.3 大跨径连续刚构桥桥面铺装合理结构浅析87-88

    7.3.1 沥青砼铺装层合理结构浅析87

    7.3.2 防水粘结层合理结构浅析87-88

    7.4 小结88-89

    第八章 总结与展望89-92

    8.1 总结89-90

    8.2 展望90-92

    致谢92-93

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