【摘要】：鋼橋面板上的橋面鋪裝層經(jīng)常產(chǎn)生裂縫、車轍等病害。在正交異性鋼板上攤鋪瀝青混凝土,橋面鋪裝層的受力十分復(fù)雜,影響因素很多,因此很有研究的必要。本論文針對鋼橋面鋪裝層產(chǎn)生的病害,利用ANSYS有限元軟件,采用有限元原理和斷裂力學(xué)理論,對橋面鋪裝層力學(xué)特性及其開裂行為進行了研究,為橋面鋪裝層設(shè)計和養(yǎng)護方面提出了建議。首先,對正交異性面板上攤鋪瀝青混凝土鋪裝層進行了特異性分析。分析了橋面鋪裝層病害以及產(chǎn)生的原因。并且根據(jù)橋面鋪裝層產(chǎn)生病害的原因提出了鋼橋面板最大豎向位移指標、鋪裝層最大拉應(yīng)力控制指標、鋪裝層最大剪應(yīng)力指標、鋪裝層豎向位移指標和鋪裝層的溫度應(yīng)力指標5種控制指標,并且給出了不同溫度下控制指標的選擇方法。其次,以國內(nèi)某大橋為工程背景建立了ANSYS有限元模型,分析得到了鋼橋面板和橋面鋪裝層的最不利荷載位置。研究了不同鋪裝層厚度、不同鋪裝層彈性模量、垂直加水平荷載作用以及超重對鋪裝層力學(xué)特性的影響。結(jié)果表明:以鋼橋面板最大豎向位移為指標,鋼橋面板最不利荷載位置橫向為距離道路中線12.75m~16.05m處,縱向為橫隔板正上方,并且建議將該橫向?qū)挾仍O(shè)置為臨時停車道。以最大拉應(yīng)力和剪應(yīng)力為控制指標,橋面鋪裝層最不利荷載位置橫向為兩個U型肋中間正上方,縱向荷載位于兩塊橫隔板的正中央。根據(jù)受力分析結(jié)果,推薦在設(shè)計時上面層鋪裝厚度在40mm~45mm之間,下面層厚度在30mm~35mm之間,鋪裝層總厚度為7cm~8cm。推薦下面層彈性模量為1600Mpa~2100Mpa之間,上面層為1000Mpa~1500Mpa之間。最后,建立了三維帶裂縫橋面鋪裝ANSYS有限元模型,通過相互作用積分法研究了不同荷載位置、不同裂縫深度、不同鋪裝層厚度、不同彈性模量、垂直加水平荷載和超載條件下應(yīng)力強度因子的變化規(guī)律。結(jié)果表明:裂縫深度、鋪裝層厚度、彈性模量的增大都會使應(yīng)力強度因子增大,水平荷載對應(yīng)力強度因子影響較小,超載會使應(yīng)力強度因子線性增大,并且根據(jù)分析的結(jié)果給出了橋面鋪裝層開裂后工程養(yǎng)護方面的建議。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

重慶交通大學(xué)碩士學(xué)位論文降低時，鋪裝層收縮發(fā)生裂縫，另外由于低，，同樣也容易引起開裂�？梢苑譃榱W(xué)原因開裂和非力學(xué)原因開裂，難修補的，因為即使修補后，應(yīng)力集中區(qū)仍來發(fā)生開裂的區(qū)域仍然會發(fā)生二次開裂，另題橋面鋪裝層也有可能發(fā)生非結(jié)構(gòu)性裂縫，修補,但是要盡量減少這種裂縫的發(fā)生。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U443.33

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王輝;李文華;李國帥;;輪載橫向分布對正交異性鋼橋面板疲勞行為的影響研究[J];公路工程;2015年02期

2 李燁;;裂縫對鋼橋面鋪裝受力性能的影響[J];佳木斯大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年02期

3 楊三強;郝培文;湯立群;劉濤;;鋼橋面鋪裝層彈性模量與鋪裝層厚度對鋪裝體系受力影響分析[J];公路工程;2012年01期

4 吳貴賢;李萍;王璐;;交通荷載作用下瀝青路面裂縫尖端的應(yīng)力強度因子分析[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報;2012年01期

5 劉明堯;柯孟龍;周祖德;譚躍剛;梁安;;裂紋尖端應(yīng)力強度因子的有限元計算方法分析[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報;2011年06期

6 程慶;王大明;吳春穎;;鋼橋面瀝青鋪裝層病害及成因分析[J];公路工程;2010年03期

7 肖濤;左正興;劉棟;龍凱;;基于虛擬裂紋閉合法計算裂紋擴展的能量釋放率[J];北京理工大學(xué)學(xué)報;2010年01期

8 錢振東;李智;陳春紅;;鋼橋面環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝層Ⅰ型裂縫的斷裂判據(jù)[J];中國公路學(xué)報;2008年05期

9 陳團結(jié);黃衛(wèi);汪雙杰;;鋼橋面瀝青混凝土鋪裝疲勞裂縫擴展數(shù)值分析[J];交通運輸工程學(xué)報;2008年04期

10 黃衛(wèi);;大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝設(shè)計[J];土木工程學(xué)報;2007年09期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 鎖利軍;瀝青混合料強度理論與應(yīng)用研究[D];長安大學(xué);2008年

2 李雪蓮;正交異性鋼橋面復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)研究[D];長沙理工大學(xué);2008年

3 陳團結(jié);大跨徑鋼橋面環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝裂縫行為研究[D];東南大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 伍成忱;鋼箱梁橋面復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)力學(xué)分析[D];重慶交通大學(xué);2016年

2 王曉英;半剛性基層瀝青路面低溫開裂機理的研究[D];山東建筑大學(xué);2016年

3 張俊;高速公路組合基層瀝青路面結(jié)構(gòu)力學(xué)性能及設(shè)計方法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

4 宮經(jīng)全;三維Ⅰ型和Ⅰ/Ⅱ復(fù)合型裂紋應(yīng)力強度因子的分析[D];南昌航空大學(xué);2015年

5 許穎;鋼橋面鋪裝使用情況調(diào)查及病害分析[D];重慶交通大學(xué);2014年

6 朱艷梅;青草背長江大橋正交異性鋼橋面板受力特性的研究[D];重慶交通大學(xué);2014年

7 馮嘯天;高強高韌性混凝土鋼橋面鋪裝體系力學(xué)特性分析[D];湖南大學(xué);2012年

8 袁立;鋼橋面與鋪裝層結(jié)構(gòu)力學(xué)性能分析[D];武漢理工大學(xué);2012年

9 倪茜;橋面鋪裝層破壞的受力分析及耐久性研究[D];重慶交通大學(xué);2011年

10 李俊;環(huán)氧瀝青混凝土在鋼箱梁橋面鋪裝中的應(yīng)用研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2011年

本文編號：2625063