水泥混凝土桥面力学响应影响因素分析研究

不同的桥面铺装结构参数、荷载形式、环境条件、桥梁跨径及层间接触条件等都会对沥青铺装层的力学响应产生影响,因此,有必要分析这些因素对水泥混凝土桥面铺装结构的应力应变状况的影响,为铺装层的设计和施工提供理论依据。     

广东省水泥混凝土桥面单层沥青铺装层使用状况调查与分析

为提高广东省高速公路水泥混凝土桥面铺装的使用性能,降低铺装层结构选用不当所带来的风险,对省内4个典型项目桥面铺装层的结构型式、使用状况及病害原因进行了调查分析,并采用有限元软件对铺装层厚度对铺装层内及层间的应力进行了计算分析。结果表明:单层沥青混凝土桥面铺装主要用在桥梁恒载限制的路段,需采用高粘度改性沥青做防水粘结层+高模量沥青混凝土或SMA的桥面铺装结构,且施工要求高,与单层沥青铺装层相比,采用双层沥青铺装层,铺装层内最大剪应力和沥青层与粘结层间剪应力分别下降18%和37%。     

水泥混凝土梁桥沥青铺装结构设计方法探讨

以高速公路水泥混凝土梁桥沥青铺装层结构受力分析为基础,对复合桥面铺装结构设计方法进行了探讨,提出以沥青铺装层表面最大拉应力和最大剪应力分别作为结构设计的主要指标和辅助指标,同时对沥青混凝土桥面铺装结构设计方法及流程进行了总结,并进行了实例计算。     

车辆荷载作用下钢桥面沥青混凝土铺装层受力分析

为了给正交异性钢桥面板铺装技术提供可靠的、完善的理论依据,需要研究和分析钢桥面板、沥青混凝土铺装体系各层间结构,在日益增大的交通荷载以及环境等综合因素作用下的工作状态和应力应变特征.利用有限元方法对北盘江大桥进行了钢桥面铺装层受力分析,研究了沥青混凝土铺装层在行车荷载作用下应力、应变分布的变化规律.根据分析结果,提出北盘江大桥钢桥面铺装的设计指标建议.     

混凝土桥面沥青铺装层受力敏感性分析

针对混凝土桥面沥青铺装层,进行铺装层沥青混凝土的受力分析,包括铺装层的粘结层结构状态、水平作用力、温度、超载的敏感性分析。同时为了明确对铺装层沥青混凝土的性能要求,把铺装层的受力状态与普通路面结构的受力状态进行对比分析,分析结果表明粘结层结构状态、水平作用力、温度及超载对铺装层受力状态有显著影响,桥面铺装受力情况比路面面层结构不利,因此应提高桥面铺装沥青混凝土的性能,尤其是沥青混凝土的抗疲劳性。     

沥青混凝土桥面铺装层间应力研究

为了减缓沥青混凝土桥面铺装病害,应用有限元软件ANSYS,通过建立8结点实体单元有限元模型,对沥青混凝土桥面铺装层间应力进行了分析。计算结果表明:沥青混凝土铺装厚度和模量、防水粘结层厚度和模量对铺装层间应力影响显著;层间应力随着超载比例的增加呈线性增长;水平荷载对横桥向剪应力影响较大。因此,在桥面铺装层设计和施工中,应选择合适的沥青混凝土铺装层材料和防水粘结层材料,并选择合理的厚度;运营过程中应严格控制超载和车速。     

水泥混凝土桥桥面沥青铺装层的有限元分析

桥面铺装问题解决的前提是明确铺装层结构的受力状态及特点。采用三维有限元分析方法,建立了完整的简支T梁混凝土桥,确定了临界荷位,分析了在非均布荷载作用下,不同沥青铺装层结构组合的力学响应。分析显示,当荷载完全作用于边梁一侧时,对铺装结构最为不利;非均布荷载对铺装层结构的力学响应有很大影响,凸型荷载产生的最大剪应力或是层间剪应力都明显大于凹型荷载产生的应力;铺装层间水平方向的相对滑移趋势随面层厚度的增大,显著减小;合理的材料设计和结构组合对沥青混凝土桥面铺装具有重要意义。     

水泥混凝土桥面沥青铺装及防水层荷载弯曲应力分析

针对水泥混凝土桥梁铺装层易发生横向裂缝病害问题,应用梁体结构的线弹性理论与叠加原理,经过分析推证得到了车辆荷载弯矩在水泥混凝土桥梁桥面铺装层及防水层内所产生的弯曲应力计算公式,并编制了相关的计算程序;对设与不设防水层的沥青混凝土铺装层结构进行了数值计算,分析了沥青混凝土铺装层和防水层的模量、厚度等参数变化对铺装层结构弯曲应力的影响,探讨了沥青混凝土和防水层铺装结构内荷载弯曲应力的变化规律。     

钢桥面铺装力学特性试验研究

通过对钢桥面铺装模型结构进行静载试验和有限元分析，研究了钢桥面板及沥青混凝土铺装层在车轮荷载下的局部变形和应力、应变特性。结果表明，在常温或低温状态下，沥青混凝土铺装层对钢桥面板不仅起分散荷载的作用，而且与钢桥面板形成一组合断面，成为钢板面板结构的一部分，相当于增加了桥面钢板的厚度。对于钢桥面沥青混凝土铺装表面产生裂缝的问题，不仅与正交异性钢桥面板的结构形式有关，而且与沥青混凝土铺装的结构形式、铺装的厚度和刚度以及铺装与桥面钢板的粘接状况有着密切的关系。     

铺装层温度效应对U肋与顶板构造疲劳损伤的影响

为研究50 mm厚EA10环氧沥青混凝土铺装层温度对正交异性钢桥面板U肋与顶板构造疲劳致损效应的影响,开展带沥青混凝土铺装层的正交异性钢桥面板足尺节段模型拟静力循环加载试验。分析不同铺装层温度下正交异性钢桥面板顶板的横向应变、挠度以及U肋与顶板构造的局部热点应力响应,在此基础上,对不同铺装层温度下U肋与顶板外侧焊趾疲劳损伤进行研究。结果表明:常温(25℃)条件下,采用沥青混凝土铺装层可降低钢桥面板顶板35.2%的横向应力和10.3%的局部挠度,以及U肋与顶板双面焊构造外侧顶板焊趾区域的应力幅值和疲劳损伤;随着沥青混凝土铺装层温度升高,顶板横向应力、挠度及U肋与顶板双面焊构造外侧顶板焊趾区域的应力幅值、疲劳损伤显著增大,高温(60℃)条件下该区域疲劳损伤度增幅可达41.5%。     

连续刚构桥沥青混凝土桥面铺装线性受力特性

在连续刚构桥施工时,沥青混凝土铺装层是非常重要的桥面行车体系,面层的受力在普通路面结构存在一定的差异,如果处理措施不当,很容易造成病害。当前,在设计桥梁结构时,只是将沥青混凝土铺装层作为构造层来进行考虑,并且对阻尼因素、车速、超载等因素的影响考虑不够全面。为了保证桥梁结构安全运营,需要分析连续刚构桥沥青混凝土桥面铺装线性受力特征。文章以实际工程为例,通过建立整体有限元模型,对连续刚构桥沥青混凝土桥面铺装线形受力特点进行了分析,保证了连续刚构桥沥青混凝土桥面铺装层的结构安全。     

混凝土箱型梁桥桥面铺装最不利荷位分析

桥面铺装问题解决的前提,是明确铺装层结构的受力状态及特点。为了了解水泥混凝土桥的桥面铺装在荷载作用下的力学响应,必须首先确定各种应力应变相对应的桥面最不利荷载位置。采用三维有限元计算方法,利用实测的标准荷载及超载数据,以公路桥中常见的箱型结构梁桥和沥青混合料桥面铺装组成的体系作为分析对象,分析了应力应变值随荷载位置变化的规律,得出了桥面上荷载最不利受力位置。分析的结果可作为进一步分析桥面铺装受力规律的基础。     

T型混凝土梁桥桥面铺装的有限元分析

沥青混凝土桥面铺装与一般沥青混凝土路面在受力模式上完全不同。采用有限元方法对常见的T型混凝土公路桥桥面沥青混凝土铺装做力学分析。通过分析荷载在桥面不同位置的响应规律,得到T型梁桥桥面铺装的最不利受荷位置为支座端纵向接缝处;其次,通过分析沥青混凝土铺装层的厚度变化对于受力状态的影响规律,得出厚度的增加虽能减少层间剪应力,却会增大面层拉应力。分析的结果可作为进一步分析桥面铺装受力规律的基础。     

混凝土桥面沥青铺装结构的剪切分析

车辙和推移是混凝土桥面沥青铺装结构的主要破坏形式之一,一方面是由于行车荷载作用下沥青层内产生较大的剪应力而引起沥青铺装层的塑性流动而逐渐形成车辙;另一方面是沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而引起的推移、拥抱等剪切破坏。试图通过三维有限元的计算方法,考虑荷载的非均匀分布,系统分析层间接触条件不同时,不同铺装层结构组合时的剪应力响应。分析显示,非均布荷载和层间接触条件对铺装层结构的剪应力有很大影响,合理的材料设计和结构组合对沥青混凝土桥面铺装具有重要意义。     

层间接触时空心板桥铺装层应力分析

利用ANSYS软件对空心板桥模型进行了计算分析,该空心板桥模型的桥面铺装层间采用接触方式。文中分析了空心板桥横坡变化、铺装层厚度变化、铺装层弹性模量变化以及层间黏聚力变化对铺装层中各层应力的影响。计算结果表明:增加横坡坡度,调平层和沥青混凝土层的纵向剪应力明显增大;增加调平层厚度,沥青混凝土层和防水层的应力明显变化;增加调平层弹性模量,调平层的应力明显增加;增加防水层厚度,防水层纵横向拉应力都会减少;增加防水层弹性模量,防水层应力有明显增加,沥青混凝土层各应力明显减少;当沥青混凝土层厚度不大于12cm时,铺装层各层多数应力随沥青层厚度增加而减小;增加沥青层弹性模量,防水层纵横向拉应力明显减少,沥青层应力增加明显;当层间黏聚力大于0.125 MPa时,铺装层各层应力以及层间应力基本保持不变。     

大跨径单索面斜拉桥桥面铺装设计

针对崖门大桥的双塔单索面斜拉桥结构特点，对桥面铺装层结构进行了有限元力学分析，总结了铺装层结构变形特点及性能要求，指导铺装层的设计施工；介绍桥面铺装沥青混凝土设计，及高粘度沥青混凝土料的施工过程和特点。     

箱梁结构参数对铺装结构受力的影响分析

为了更合理地设计桥面铺装沥青混凝土加铺层,分析了桥梁结构参数对铺装结构的影响.首先调查并总结了混凝土桥面铺装主要病害类型,并基于病害控制的目的提出了桥面铺装体系的力学研究指标.其次采用三维有限元计算方法,选取常见的连续箱梁为例,计算分析了箱梁结构几何参数对铺装结构各力学指标的影响.结果显示,箱梁顶板厚度、梁肋高度对铺装层内最大拉应力、层内最大剪应力和层间最大法向拉应力的影响较大;而肋板上口宽度、肋板厚度对层内最大剪应力和层间最大法向拉应力的影响较大.故在铺装结构设计时应充分重视箱梁结构参数的影响.     

基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装疲劳性能研究

采用损伤-断裂力学的方法,就基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装在循环荷载作用下的力学行为和疲劳损伤特性进行理论分析。为改善混凝土桥面铺装调平层与铺装层间的黏结、防水性能和避免铺装层早期开裂病害,提出基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装技术。基于黏弹性损伤模型的能量转换方法,对混凝土桥面薄层铺装复合结构的应力场、应变场及损伤场分布状况和演变规律进行研究。同时,建立了结构的疲劳寿命理论预测公式。结合沪苏浙高速公路江苏段三白荡特大桥桥面铺装实体工程,对基于环氧沥青黏结层的沥青混凝土铺装层疲劳寿命预估模型进行现场验证。结果显示,基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装具有很好的抗疲劳性能。     

钢桥面沥青铺装层间处理技术

通过对钢桥面沥青铺装层性能要求、混凝土类型选择和铺装层破坏类型的技术分析，针对中国双层沥青混凝土钢桥面铺装体系，介绍了铺装主体上、下层之间以及铺装主体和钢桥面之间的层问处理的新结构、新材料、新工艺。     

长大纵坡桥面沥青混凝土铺装层力学分析

文章从桥面沥青混凝土铺装层常见早期破坏形式出发,总结现有的桥面铺装层设计理论,对长大纵坡桥面沥青混凝土铺装层在不同荷载条件作用下的应力情况进行数值模拟研究,得出一些有益于长大纵坡桥面沥青混凝土铺装层设计的结论,可供同行参考。