文档介绍：东南大学
硕士学位论文
大跨径钢桥面铺装体系受力分析——杭州湾大桥桥面铺装层力
学分析
姓名:黄超
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:黄卫
20030329
要摘随着我国交通事业的迅猛发展,近十年来大跨径桥梁的建设也进入了高峰期。为了加强结构刚度减小自重,大跨径桥梁一般采用钢箱梁作为加劲梁。大跨径桥梁的桥面板普遍采用的是正交异性钢桥面板。桥面铺装技术是大跨径桥梁建设的关键性技术之一,本文结合国家重点工程杭州湾大桥的钢桥面铺装课题研究,从力学的角度来分析解决大跨径钢桥桥面铺装的技术问题,采用的分析方法是有限元分析的方法。本文探讨了不同轮载的作用对桥面铺装层的受力影响,分别分析了单轮均布荷载作用下和双轮均布荷载作用下桥面铺装层的应力应变状态和横向最不利荷位。超载是我国公路运输中的一个普遍现象,对桥面铺装的破坏严重,本文在弹性理论假设的条件下分析了超载对桥面铺装层受力的影响。本文详细分析了正交异性钢桥面铺装体系结构中各组成部件的几何和物理参数的变化对桥面铺装层受力的影响。通过对桥面铺装体系的不同有限元模型进行计算,详细分析了铺装层本身、钢桥面板、横隔板、纵隔板、加劲肋的参数变化对桥面铺装层的受力影响。分析了桥面铺装层的受力对各部件参数变化的敏感程度。本文的分析结果可以直接用于桥梁和桥面铺装层的设计,也可为进~步地分析铺装层问题提供理论参考。【关键词】钢箱梁桥面铺装正交异性钢桥面板有限元分析东南大学硕士论文
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第一章绪言研究背景及意义随着我国交通建设事业的迅猛发展,大跨径桥梁的建设进入了高峰期。近十年来,借鉴国际上大跨径桥梁的建设经验,我国修建了数十座大跨径钢桥,如上海杨清大桥、西陵长江大桥、广东虎门大桥、厦门海沧大桥、江阴长江大桥、南京长江二桥南汉斜拉桥、润扬长江公路大桥以及己通过国务院批准立项即将破土动工的杭州湾大桥等。这些大跨径钢桥大多数均采用正变异性钢桥面板。正交异性钢桥面板是指在钢桥面板内侧焊接纵向加劲肋,这些纵向加劲肋与横隔板蚝崂正交,从而与钢桥面板一起组成了正交结构异性板。正交异性板的使用大大地降低了桥梁自身静载,增大了桥粱跨径,对改善桥粱结构受力,节约原材料均有很大的作用,正交异性钢桥面板桥梁还具有构件质量轻、运输与架设方便、施工周期短等特点,因而越来越多地在跨度要求大以及有净空限制等的地段采用。钢桥面铺装是直接铺设在钢桥面板上,保护钢板并提供保证汽车行驶要求的路面表面特性功能,厚度约为一的单层或双层的承重构造物,一般由防锈层、防水粘结层、沥青混凝±铺装层等构成。桥面铺装是桥梁行车系的重要组成部分,它的质量好坏和使用耐久性直接影响到行车的安全性、舒适性、桥粱耐久性及投资效应。桥面铺装在行车载荷与环境因素的综合作用下,承受着应力及变形,行车与风载的振动以及雨、雪侵蚀等作用。同时,由于钢桥面具有刚性较小,局部变形大,钢板热容量小,温度变动范围大,钢板易锈蚀等特性,因而,大跨径钢桥面铺装是一项十分复杂的综合技术。钢桥面铺装必须满足以下的性能要求:变形特性较好,能适应钢板变形:热稳定性好,高温时不发生推拥和车辙等永久变形;抗裂性好,低温时不发生硬化和裂缝;防水性好,防止水份渗透到钢板导致锈蚀;重量轻,铺装层应较薄以降低静载荷;平整性好,不给钢桥面板造成冲击力“】。作为大跨径钢桥建设的关键性技术之一,桥面铺装的重要性日益突出。国内外均对该问题进行了研究,但目前大跨径钢桥面的铺装问题尚未得到很好的解决,一直受到国际上工程界和学术界的重视。从国内外钢桥桥面铺装的实施情况来看,大跨径钢桥桥面铺装的许多关键技术亟待解决:钢桥桥面铺装使用条件的合理确定;根据使用条件和气候条件合理选择铺装层材料;铺装层的抗疲劳、高温抗车辙、低温抗裂性性能;粘结层的抗剪性能与粘结性能;钢桥桥面铺装的力学分析模型及综合优化设计:钢桥桥面铺装材料试验条件和试验方法:钢桥桥面铺装方案的施