本文關鍵詞：鋼箱梁橋面復合鋪裝結構力學分析

  更多相關文章： 鋼箱梁橋面 柔性鋪裝 剛柔復合鋪裝 力學分析 設計參數(shù)

【摘要】：鋪裝材料的研制和鋪裝結構的優(yōu)化等問題,一直是大跨徑鋼箱梁建設中的熱點和難點。常用瀝青鋪裝材料的強度等各方面性能與鋼橋面板差異很大,而且在行車荷載、氣候條件和橋梁結構變形等因素的共同影響下,鋼箱梁橋面鋪裝體系的受力和變形更為復雜,使用過程中發(fā)生鋪裝層疲勞開裂、車轍和脫層等病害現(xiàn)象也屢見不鮮。本文從力學角度出發(fā),研究鋼箱梁兩種橋面鋪裝體系的力學特性,具有重要的理論意義和實用價值。本文依托武漢市科技攻關項目“大跨徑鋼箱梁橋面鋪裝體系抗滑移開裂技術研究”,以武漢理工大學課題組提出的鋼箱梁橋面柔性鋪裝和剛柔復合鋪裝方案為力學分析對象,參考某鋼箱梁標準節(jié)段的結構構造,建立包括鋼橋面板、U形加勁肋、鋪裝層和橫隔板的局部三維有限元模型,研究鋼箱梁鋪裝體系的力學特性。主要的研究工作和相關結論如下:首先,總結了國內外鋼橋面鋪裝體系力學分析的研究概況和鋪裝材料以及鋪裝結構形式的使用現(xiàn)狀,并概括出目前常見的鋪裝層破壞類型,提出相關的主要力學控制指標:鋪裝層上面層和下面層的最大拉應力、鋼橋面板與鋪裝層界面上的最大剪應力、鋪裝層表面最大彎沉。其次,分析了兩種新型的鋼箱梁復合橋面鋪裝方案特點:一種是由高粘度改性瀝青制備的SMA13上面層和SMA10下面層組成的柔性鋪裝結構方案,另一種是由高粘度改性瀝青制備的SMA13上面層、輕質高韌混凝土下面層組成的復合鋪裝結構方案,該鋪裝結構還通過鋼橋面板與綁有鋼筋網的剪力連接件焊接提高了鋼板與鋪裝層的協(xié)調變形性能。再次,參考果園二號橋標準節(jié)段的結構構造,借助ANSYS建立包括正交異性鋼橋面板、橫隔板、雙層SMA鋪裝層的柔性鋪裝三維有限元模型和包括正交異性鋼橋面板、橫隔板、輕質混凝土下面層、SMA13上面層剛柔復合鋪裝三維有限元模型,通過力學計算得到汽車荷載作用下兩種鋼箱梁橋面鋪裝結構的各種受力數(shù)據(jù),分別其應力變化規(guī)律,確定在各個力學控制指標下的最不利加載荷位。最后,針對兩種有限元模型分別進行鋼橋面鋪裝結構的參數(shù)影響分析:柔性鋪裝結構研究了鋪裝層厚度、鋼橋面板厚度、U形加勁肋厚度、荷載大小對鋼橋面鋪裝結構的各力學指標的受力性能影響;剛柔復合鋪裝結構研究了剪力連接件布置形式、高度以及直徑對鋼橋面鋪裝結構的各力學指標的受力性能影響。同時結合分析結果對鋪裝結構主要參數(shù)取值提出合理性建議。
【關鍵詞】：鋼箱梁橋面 柔性鋪裝 剛柔復合鋪裝 力學分析 設計參數(shù)
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U443.33
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 鋼橋面鋪裝體系力學特性分析研究概況11-13
• 1.2.1 國外概況11-12
• 1.2.2 國內概況12-13
• 1.3 鋼橋面鋪裝材料研究概況13-15
• 1.3.1 國外概況13-14
• 1.3.2 國內概況14-15
• 1.4 鋼橋面鋪裝結構形式研究概況15-17
• 1.4.1 國外概況15-16
• 1.4.2 國內概況16-17
• 1.5 主要研究內容及技術路線17-19
• 1.5.1 主要研究內容17
• 1.5.2 技術路線17-19
• 第二章 鋼橋面鋪裝結構形式及設計方案19-29
• 2.1 鋼橋面鋪裝體系病害及力學控制指標19-22
• 2.1.1 鋼橋面鋪裝病害19-20
• 2.1.2 鋼橋面鋪裝力學控制指標20-22
• 2.2 鋼箱梁橋面鋪裝設計方案22-27
• 2.2.1 柔性鋪裝方案22-25
• 2.2.2 剛柔復合鋪裝方案25-27
• 2.3 本章小結27-29
• 第三章 鋼箱梁橋面柔性鋪裝結構受力特性分析29-64
• 3.1 局部鋼箱梁柔性鋪裝體系靜力分析29-32
• 3.1.1 有限元基本原理29
• 3.1.2 基本假設29-30
• 3.1.3 有限元模型30-32
• 3.2 SMA13上面層應力分析32-37
• 3.2.1 縱橋向受力分析32-35
• 3.2.2 橫橋向受力分析35-37
• 3.3 SMA10下面層應力分析37-41
• 3.3.1 縱橋向受力分析37-39
• 3.3.2 橫橋向受力分析39-41
• 3.4 鋪裝層和鋼橋面板間剪應力分析41-44
• 3.4.1 縱橋向受力分析41-43
• 3.4.2 橫橋向受力分析43-44
• 3.5 鋪裝層表面最大彎沉44-46
• 3.6 鋪裝層參數(shù)影響分析46-62
• 3.6.1 鋪裝層厚度的影響46-52
• 3.6.2 鋼橋面板厚度的影響52-56
• 3.6.3 縱向加勁肋厚度的影響56-59
• 3.6.4 荷載的影響分析59-62
• 3.7 本章小結62-64
• 第四章 鋼箱梁橋面SMA13+輕質混凝土鋪裝層受力特性分析64-91
• 4.1 有限元模型及基本假設64-65
• 4.1.1 有限元模型64
• 4.1.2 基本假設64-65
• 4.2 有限元分析模型65-66
• 4.2.1 有限元基本參數(shù)及單元選取65
• 4.2.2 荷載及荷位65-66
• 4.3 SMA13上面層應力分析66-70
• 4.3.1 縱橋向受力分析66-68
• 4.3.2 橫橋向受力分析68-70
• 4.4 混凝土下面層應力分析70-73
• 4.4.1 縱橋向受力分析70-71
• 4.4.2 橫橋向受力分析71-73
• 4.5 鋪裝層與鋼板間剪應力分析73-77
• 4.5.1 縱橋向受力分析73-75
• 4.5.2 橫橋向受力分析75-77
• 4.6 鋪裝層表面最大彎沉77-78
• 4.7 鋪裝結構參數(shù)影響分析78-90
• 4.7.1 鋪裝層厚度的影響分析78-82
• 4.7.2 剪力連接件參數(shù)影響分析82-90
• 4.8 本章小結90-91
• 第五章 結論與展望91-93
• 5.1 主要結論91-92
• 5.2 研究展望92-93
• 致謝93-94
• 參考文獻94-98
• 在學期間發(fā)表的論文及參與的科研項目98

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本文編號：803099