【摘要】：近二十年來(lái),我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行業(yè)快速發(fā)展,進(jìn)行了大量的道路建設(shè)。路橋過(guò)渡段一般指橋梁與路基相接的位置附近,在結(jié)構(gòu)上包含了柔性基礎(chǔ)和剛性基礎(chǔ)的突變,病害相對(duì)于普通路段更加嚴(yán)重,造成行車(chē)安全的隱患。為此,本文對(duì)路橋過(guò)渡段結(jié)構(gòu)突變對(duì)路面結(jié)構(gòu)造成的影響進(jìn)行了分析,對(duì)今后的設(shè)計(jì)和施工具有參考意義。首先,考慮與混凝土橋路橋過(guò)渡段和鋼橋過(guò)渡段這兩種典型路橋過(guò)渡段結(jié)構(gòu),通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研總結(jié)了常用的過(guò)渡段結(jié)構(gòu)形式,并分別以最常用的倒梯形路橋過(guò)渡段和雙箱單室結(jié)構(gòu)作為建立有限元模型的基礎(chǔ);另外總結(jié)了兩種典型過(guò)渡段的常見(jiàn)非差異沉降類(lèi)病害形式,分析了其產(chǎn)生的原因,明確了后續(xù)分析的相關(guān)力學(xué)指標(biāo)。后在ABAQUS有限元軟件中建立了兩種典型過(guò)渡段的三維有限元模型。對(duì)于混凝土橋過(guò)渡段,瀝青層層底拉應(yīng)力、搭板層底拉應(yīng)力、路基頂面壓應(yīng)變和瀝青層層頂壓應(yīng)力等指標(biāo)的最不利荷載位置分別在路基與橋臺(tái)相接處、距橋臺(tái)2m處、距橋臺(tái)8m處和距橋臺(tái)1m處;對(duì)車(chē)輛軸載比較敏感的是搭板層底拉應(yīng)力、路基頂面壓應(yīng)變和AC-20層的層頂壓應(yīng)力指標(biāo)的極值;瀝青層層底拉應(yīng)力和路基頂面壓應(yīng)變極值對(duì)土基回彈模量變化比較敏感;瀝青層層底拉應(yīng)力與搭板層底拉應(yīng)力極值對(duì)搭板的彈性模量變化比較敏感;不同的過(guò)渡段結(jié)構(gòu)形式各有利弊。據(jù)此提出了優(yōu)化措施,包括搭板底部配置鋼筋、過(guò)渡段土基的壓實(shí)度達(dá)95%以上、對(duì)過(guò)渡段土基多層加筋、選擇倒梯形或正梯形過(guò)渡段結(jié)構(gòu)、使用SBS改性瀝青和偏細(xì)的混合料級(jí)配、使用密級(jí)配混合料、控制土基回彈模量在120MPa~160MPa之間、在C20~C35之間選擇搭板的水泥混凝土標(biāo)號(hào)、禁止超重車(chē)輛經(jīng)過(guò)過(guò)渡段結(jié)構(gòu)等。對(duì)于鋼橋過(guò)渡段,兩個(gè)瀝青層最大主應(yīng)力的最不利荷載位置分別在距鋼橋端部8m和10m處;瀝青層沿道路橫、縱向的剪應(yīng)力的最不利荷載位置分別在距鋼橋端部8m和端部位置;各個(gè)指標(biāo)對(duì)車(chē)輛軸載均比較敏感,但對(duì)車(chē)速均不敏感;對(duì)鋪裝層彈性模量最為敏感的是環(huán)氧瀝青層的最大主應(yīng)力和其沿道路縱向的剪應(yīng)力極值;當(dāng)橫隔板間距變化時(shí),瀝青層最大主應(yīng)力極值變化最大,且存在一個(gè)最小值;結(jié)構(gòu)突變會(huì)導(dǎo)致距鋼橋端部3.5m范圍內(nèi)橋面鋪裝響應(yīng)極值的增加,增幅最高可達(dá)40%。提出的優(yōu)化措施包括在結(jié)構(gòu)層之間添加粘結(jié)層和橫隔板間距控制在3.5m~4.5m之間;在距鋼橋端部3.5m范圍以?xún)?nèi)的瀝青混合料中摻入鋼纖維、在粘結(jié)層上撒布一定量的碎石、在鋼橋面板上加焊構(gòu)造鋼筋或鋼絲網(wǎng);使用SBS改性瀝青和偏細(xì)的混合料級(jí)配、選擇富有棱角和耐磨損的碎石作為集料、選擇合適的環(huán)氧瀝青和混合料級(jí)配使其彈性模量低于3000MPa以及禁止超重車(chē)輛經(jīng)過(guò)過(guò)渡段結(jié)構(gòu)等。
【圖文】：

第一章 緒論橋過(guò)渡段的病害情況做了比較詳盡的調(diào)查，對(duì)出現(xiàn)的各類(lèi)病害進(jìn)行了詳細(xì)分析；整理了差異沉降的計(jì)算方法，分析了各類(lèi)沉降的原因。在國(guó)外，David J. White 等[8]對(duì)愛(ài)荷華州的 74 座橋梁進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查，認(rèn)為因唧泥和填土流失等因素造成的路橋過(guò)渡段板底脫空是造成其破壞的主要因素，并對(duì)板底脫空這一現(xiàn)象進(jìn)行了研究，通過(guò)一系列的室內(nèi)試驗(yàn)得出了一些結(jié)論，并對(duì)臺(tái)背填土的材料選擇、施工含水量控制等提出了一些建議[9]。AnandJ.Puppala 等[10]較為全面地分析了路橋過(guò)渡段經(jīng)常產(chǎn)生橋頭跳車(chē)的一些原因，包括填土的固結(jié)情況、臺(tái)背填土的壓縮和固結(jié)性能、路基排水性能和抗腐蝕性能、橋臺(tái)種類(lèi)、交通量、橋頭搭板的設(shè)計(jì)和年限、橋梁的偏斜程度以及季節(jié)性氣候引起的氣溫變化等。Briaud J. L.[11]總結(jié)了路橋過(guò)渡段可能破壞的因素，，如圖 1-1 所示。

12（b） 胡曉旭提出的改進(jìn)形式圖 2-1 不設(shè)橋頭搭板與改進(jìn)的路橋過(guò)渡段結(jié)構(gòu)形式前，在過(guò)渡段范圍內(nèi)路基填土上現(xiàn)澆一塊鋼筋混凝土厚板，并使板的一臺(tái)上，利用鋼筋混凝土厚板的抗彎剛度來(lái)增大過(guò)渡段結(jié)構(gòu)的剛度和消除設(shè)置橋頭搭板的方法，在公路中得到了最為廣泛的應(yīng)用，也取得了較好頭搭板不能根除差異沉降，需要后續(xù)持續(xù)不斷的維護(hù)工作以減緩路橋過(guò)宏等[40]總結(jié)了目前國(guó)內(nèi)橋頭搭板的設(shè)計(jì)方法，將搭板的型式分為等厚、三種，搭板埋置深度可分為高置式、中置式和低置式。搭板厚度按橋型0cm 之間，長(zhǎng)度在 6m~12m 左右。曉[3]給出了目前我國(guó)公路混凝土橋過(guò)渡段最為常用的一種結(jié)構(gòu)形式，除，在臺(tái)背填土中倒梯形的部分使用了土工格柵，其結(jié)構(gòu)形式如圖 2-2 所
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U416.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2657913