本文關鍵詞：混凝土箱梁橋面鋪裝力學行為與結構優(yōu)化設計

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【摘要】：橋面鋪裝體系是橋梁最表面,直接與行駛車輛接觸,是橋梁結構重要的組成部分。橋面鋪裝結構作為受力層,它可以起到分散荷載并且與橋面板一同受力。同時也作為保護層避免橋面板過早的破壞。鋪裝層設計的合理與否,直接關系到橋梁是否有足夠承載力來保障其路用性能的正常使用,同時對橋梁的耐久性和使用壽命有較大的影響。由于橋面鋪裝層的工作環(huán)境和各種荷載作用相互交叉的影響,其受力情況較為復雜,在分析過程中必須考慮其鋪裝材料、施工技術、外界環(huán)境、荷載作用以及橋梁振動等因素。然而,在以往的設計過程和施工過程中,將橋面鋪裝結構簡單的視為整個橋梁結構的附屬結構,沒有對其做專門的力學特性分析�，F行規(guī)范中,也僅僅只是對鋪裝層的施工工藝和厚度做一些指導性說明,缺乏針對性的設計理論和規(guī)范[1]。本文從研究橋面鋪裝的破壞形式和分析其破壞的原因入手,以有限元理論為理論指導,應用ANSYS有限元軟件,通過建模模擬橋面鋪裝層的受力情況,計算并分析橋面鋪裝體系的力學行為和應力分布規(guī)律。補充橋面鋪裝體系設計理論的不足,同時在施工過程中也起到指導性建議,從而達到合理的改善鋪裝層受力狀況和延長使用壽命的目的[2]。在研究鋪裝層結構不同接觸狀況下的力學行為時,利用多層彈性層狀理論進行分析,將橋面鋪裝的防水粘結層通過數值模擬,研究防水層粘結層厚度和模量的變化對鋪裝層性能的影響。通過增大垂直荷載來模擬超載現象,改變層間摩阻系數模擬水平方向荷載的變化,研究鋪裝層的受力狀況并分析其變化規(guī)律。通過力學計算和分析,結合前人總結的試驗研究結果,以及防水層材料和鋪裝結構層間穩(wěn)定性等各方面因素,提出鋪裝層設計過程中主要設計指標為層間抗剪強度和粘結強度,并給出鋪裝層結構設計主要流程。
【關鍵詞】：橋面鋪裝 有限元分析 力學響應 層間穩(wěn)定 設計方法
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U443.33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 問題的提出9-10
• 1.2 混凝土箱梁橋面鋪裝的特點10
• 1.3 橋面鋪裝的研究現狀10-12
• 1.3.1 國外橋面鋪裝研究現狀10-11
• 1.3.2 國內橋面鋪裝研究現狀11-12
• 1.4 本文的研究意義和主要內容12-14
• 1.4.1 研究意義12
• 1.4.2 主要內容12-14
• 第二章 混凝土箱梁橋面鋪裝層病害分析14-18
• 2.1 橋面鋪裝層破壞類型及破壞成因的分析14-16
• 2.1.1 橋面鋪裝的破壞類型14-16
• 2.1.2 橋面鋪裝破壞成因分析16
• 2.2 本章小結16-18
• 第三章 有限元分析方法及模型參數18-22
• 3.1 有限元分析理論18
• 3.2 計算模型及參數18-22
• 3.2.1 基本假設19
• 3.2.2 有限元分析模型19-20
• 3.2.3 基本參數20
• 3.2.4 有限元模型20-22
• 第四章 混凝土箱梁橋面鋪裝層受力特性分析22-35
• 4.1 瀝青混凝土鋪裝層參數變化對鋪裝層受力的影響22-27
• 4.1.1 鋪裝層厚度變化對鋪裝層的影響22-25
• 4.1.2 鋪裝層模量變化對鋪裝層的影響25-27
• 4.2 多種荷載工況下鋪裝層受力的影響27-31
• 4.2.1 水平力的影響27-29
• 4.2.2 超載的影響29-31
• 4.3 層間接觸狀況對鋪裝層受力的影響31-33
• 4.3.1 不設防水粘結層時層間接觸狀況分析31-32
• 4.3.2 設防水粘結層時層接觸狀況分析32-33
• 4.4 本章小結33-35
• 第五章 混凝土箱梁橋面鋪裝層間穩(wěn)定性分析35-47
• 5.1 瀝青鋪裝層材料參數對層間粘結性能分析35-40
• 5.1.1 瀝青鋪裝層厚度比變化的影響35-37
• 5.1.2 瀝青鋪裝層模量比變化的影響37-40
• 5.2 防水粘結層材料參數對層間粘結性能影響分析40-42
• 5.2.1 防水粘結層厚度變化的影響40-41
• 5.2.2 防水粘結模量度變化的影響41-42
• 5.3 行車荷載對鋪裝層結構層間穩(wěn)定性的影響42-45
• 5.3.1 超載作用對鋪裝結構層間應力的影響42-43
• 5.3.2 水平荷載作用對鋪裝結構層間應力的影響43-45
• 5.4 溫度變化對鋪裝層結構層間穩(wěn)定性的影響45-47
• 第六章 混凝土箱梁橋面鋪裝結構設計方法探討47-51
• 6.1 混凝土箱梁橋瀝青鋪裝層結構特點47-48
• 6.2 混凝土箱梁橋瀝青鋪裝層結構設計指標48-49
• 6.3 混凝土箱梁橋瀝青鋪裝層結構設計流程49-50
• 6.4 本章小結50-51
• 第七章 結論與展望51-53
• 7.1 主要研究結論51
• 7.2 展望51-53
• 參考文獻53-56
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況56-57
• 致謝57

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本文編號：796281