文档介绍：东南大学
硕士学位论文
大跨径钢桥面铺装力学分析深入研究——静力结构分析、移动
荷载响应及铺装结构优化分析
姓名:成峰
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:黄卫
20040401
摘要小桥梁自重和增大跨径,大多数钢桥的桥面板一般采用正交异性钢桥面板。由于桥面铺装不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时期。为了减同于普通的高等级路面,它结构特殊,所处位置受到外界气候和温度的影响很大,所以很容易产生各种病害。桥面铺装技术是大跨径桥粱建设的关键性技术之一,国内外对桥面铺装问题,从材料的研制,正交异性钢板的结构优化,以及施工工艺的改进等各方面,都进行了深入的研究,对桥面铺装设计和工程实践都具有重要的意义。本文以润扬长江公路大桥为背景,对大跨径钢桥面铺装进行力学分析。具体分析时,将钢板、梯形加劲肋、铺装层和横隔板作为一个统一铺装体系迸行研究,并采用三维有限元分首先,建立正交异性钢桥面铺装体系力学分析模型,分析桥面铺装在车辆荷载作用下的受力特性及破坏类型,确定最不利荷位,并研究正交异性钢桥面铺装层的应力应变分布变化规律,提出桥面铺装设计的相关指标;同时,考虑到沥青混凝土在荷载作用下的变形呈现弹塑性特性,研究了钢桥面铺装层沥青混合料为多线性等向强化特性材料时铺装体系的受力特性;其次,将以一定的速度移动的车辆荷载对钢桥面铺装层的受力影响进行数值模拟,分析铺装体系在不同车速行驶的车辆移动荷载作用下的受力特性;最后,通过对大跨径钢桥面铺装体系的钢箱梁正交异性面板几何尺寸、铺装层厚度、铺装层材料的弹性模量等因素进行优化分析,得到钢桥面铺装结构设计的优化参数。本文的分析结果可以用于桥梁和桥面铺装层的设计,也可以为进一步分析桥面铺装问题提供理论参考。【关键词】钢箱梁弹塑性模型移动荷载优化设计析软件对其进行受力分析。桥面铺装正交异性钢桥面板有限元分析
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导师签名:二羹堡日期:加呼研究生签名:磁磷睦垂§东南大学学位论文独创萆东南大学学位论文使用授权声明研究生签名:日期:塑垒:暨‘东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布刊登畚牡娜ú炕虿糠帜谌荨B畚牡墓ú包括刊登谌ǘ洗笱а芯可喊炖怼本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质
第一章前言研究背景及意义通建设的投资,借鉴围际上大跨径桥粱建设的经验,修建了十几座大跨径钢桥,其一般跨径都在输与架设方便、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地段采用。桥面铺装体系是桥梁行车系的重要组成部分,它的好坏和使用耐久性直接影响到行车的安全性、舒适需要有较长的使用寿命。长大桥的桥面一旦破坏后,就必须立即进行维修或重新修建,因而导致交通阻塞,所造成的经济效益和社会效益损失是不可估量的。因此,桥面铺装成为制约大跨径桥梁建设和发展的一项在铺装层设计年限内,提供一个可供车辆安全、舒适行驶的表面;提供良好的平整度,保证行驶的舒适性,为钢桥面板提供防水层和保护层;在较长的服务年限内,应具有抵抗开裂、剥离和推挤的能力,维护费用较低,用于修复而中断交性板对桥上行车荷载的支撑能力是足够的。然而从减轻桥梁自重的角度出发,大跨径桥梁桥面板上一般采防水防渗透能力。这些要求比高等级公路上沥青混凝土面层更高,同时由于钢桥面正交异性板的变形复杂、局部变形大以及受自然气候影响大等因素而更难达到。也就是说作为桥面沥青混凝土的基层,钢桥面板因剁设计中,根据这些控制指标对铺装层在材料方面进行优化设计,通过这两个步骤的设计汁算拍苁蛊随着我国公路建设的迅猛发展,跨越江、河的各式各样的桥梁不断涌现。近昀矗依Ъ哟罅肆踅米左右,其中绝大多数均采用正交异性钢桥面板,如上海杨浦大桥、西陵长江大桥、广东虎门大桥、厦海沧大桥、江阴睦江大桥、南京长江拍香庑崩智拧⒅厍斐そ旃掖笄拧⑸峭放褪笄诺取正交异性钢桥而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,增大了桥梁跨径,对改善桥梁结构受力,节约原材料均有很大的作用,正交异性钢桥面板桥粱还具有构件质量轻、运性、桥梁耐久性及投资效益和社会