文档介绍：第期总第期华东公路. .
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桥千岛湖号桥
梁
●桥面铺装层受力敏感性分析
范安俊,黄晓明,王晓磊
东南大学交通学院,江苏南京
摘要:明确铺装结构受力特性是桥面铺装材料设计的前提条件。结合千岛湖号桥实体工
程,为了给后续铺装用沥青混凝土材料选择和结构设计提供技术支持,针对大跨径水泥混凝土桥
面受力特点,运用三维有限元分析软件建立合理的力学模型,对铺装层数、铺装层厚度、铺装层
模量、外界温度和荷载大小等影响因素做出敏感性分析。研究表明:上述因素对铺装层受力都有
一定的影响,其中桥面摩擦系数和胎压的影响最为敏感,建议在桥面铺装设计时,在满足桥面抗
滑性能的基础上,尽量减小摩擦系数,并严格控制超载车辆。
关键词:桥面铺装;敏感性分析;有限元;摩擦系数;胎压
桥面铺装结构计算模型
千岛湖号桥主桥沿纵横向路中心线对称,因此
为了便于分析,选取右半幅桥面进行局部建模。桥面
总宽度,包含块中板和块边板组成。桥面
铺装结构形式是,高为的混凝土预制空心板
上,现浇一层后的水泥混凝土调平层,其上铺
筑厚度为的沥青铺装层,其结构示意简图如图
所示。运用三维有限元法对桥面铺装体系的受力状
态进行分析。由于荷载作用具有一定的局部效应,为
了减小边界约束对铺装层受力的影响,本研究在桥纵图铺装层三维模型示意图
向选取拱脚附近组立柱上的段桥面系进行建模,
模型纵向长度。桥面局部模型如图所示。参考本桥设计图纸及规范,计算时采用的材料属
性见表。
表桥面各层计算参数
计算中采用如下基本假设:在正常使用阶段,材
料处于弹性状态;层间完全连续;忽略防水粘结层的
图桥面铺装体系示意图
作用。力学分析计算中,垂直荷载的施加采用均布面
荷载,荷载作用面积依据《公路工程技术标准》
收稿日期:
————华东公路年第期
,采用汽车一超车队中重车后着厚度变化而不同,存在一个拐点。此拐点处铺装层
轴,考虑%的冲击系数,荷载大小为均布厚度为左右。同样可以得出,厚为桥面单
压力.。单侧轮接地面积. ×.,两层铺装的最不利厚度,在此厚度下铺装层最易和桥面
侧轮中心距.,见图。板之间产生剪切破坏,在铺装层设计中应避免。
双层铺筑
对于双层铺装形式,由于分别变化两层厚度时排
列组合形式较多,计算量很大,因此本研究分别固定
。卜——上、下层厚度,通过改变另外一层的厚度进
.
行力学计算,以得到铺装上下层厚度变化的敏感性。
图荷载形状示意图结果如表、和图、所示。
敏感性分析表铺装层表面弯沉随铺装下层厚度的变化
. 铺装层的厚度下层厚度/
表面弯沉/ . . . . . . . .昕
单层铺筑
本研究将铺装层简化为单层体系,荷载作用位置
表铺装层表面弯沉随铺装上层厚度的变化
是在桥面板外侧相邻两块空心板中心处铺装层的
最不利荷位,取沥青材料弹性模量,厚圭堡壁壁竺
表面弯Ⅱ. . . . . . . .
度在~。所得的单层计算结果见表和图
所示。
表单层沥青铺装层表面弯沉随厚度的变化
厚度/
羔
表面弯. . . . . . 、

铺装下层厚度/
图铺