长大纵坡水泥混凝土桥面铺装力学行为

以水泥混凝土桥面铺装层为研究对象,针对长大纵坡桥面铺装层容易产生推移和车辙的病害问题,采用ABAQUS软件,建立足尺的三维实体钢筋混凝土简支T型梁桥以及沥青混凝土桥面铺装层模型,选取4种坡度,分别对上坡、下坡、紧急制动以及车辆重复荷载作用等4种受力模式进行分析,得到铺装层纵向最大剪应力、沥青混凝土铺装层和水泥混凝土桥面板层间剪应力分布规律,以及50万次荷载作用下的车辙深度变化规律,较好地解释了病害产生的力学行为机理.     

沥青混凝土桥面铺装施工质量控制

针对水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装的早期病害,就桥面沥青混合料铺装施工质量控制展开讨论,对铺装水泥混凝土层的处理,防水粘结层的施工工艺及桥面沥青混凝土现场施工控制提出具体的控制方法。以达到改善桥面铺装层间粘结性能,提高层间抗水损害能力,增强抵抗车辆荷载的水平剪应力,延长桥面铺装使用寿命的目的。     

移动荷载作用下沥青混凝土桥面铺装层动力响应分析

为了准确地分析铺装层的受力状态,将车辆荷载简化为移动均布荷载,采用有限元法分析了铺装层在移动荷载作用下的动力响应。分析结果表明,在移动荷载作用下,以较低的速度行驶对铺装各层应力影响较大,各应力分量与移动荷载速度基本呈线性关系;刹车情况下离表面较近区域不再经历正反两次剪应力作用,只是离表面较深处存在很小正反剪应力作用;最大水平剪应力发生在铺装表面,且随深度的增加迅速减小;水平荷载对水平剪应力影响很大,随着水平力系数δ增大,在同一铺装层深度处的最大水平剪应力增加比较明显;在相同δ的条件下,随着深度的增加水平剪应力越小。通过上述分析,提出桥面铺装层控制性设计指标,从而为桥面铺装设计提供理论依据。     

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。     

大跨径钢箱梁悬索桥铺装层裂缝病害高发区域机理分析

现场调查中大跨径钢箱梁悬索桥1/5至1/4跨径范围内的铺装层裂缝病害最为严重。为了对该现象进行科学合理的理论解释,建立了跨径为1500m的钢箱梁悬索桥整桥三维分析模型,同时引入了不同单元数量统计下的平均拉应变描述铺装层内部的应变水平及分布状况。计算结果表明距离桥梁两端200m至350m范围内的铺装层相较于其他铺装段,各种不同单元集合统计下的应变水平均较高,体现出该铺装段内的应变无论是峰值还是平均值均要高于其他铺装段。因此在车辆荷载作用下,该范围内的铺装段更容易产生裂缝病害,同时裂缝病害的分布范围更广,病害程度更为严重,分析结果与实际铺装层病害状况一致。     

沥青混凝土桥面铺装层静、动力学分析的等效比较

桥面铺装层早期病害是一种随时间不断累积的疲劳性破坏,应力、应变的持续时间是一个不容忽视的重要影响因素.由于传统的桥面铺装层设计都是参考路面设计方法,采用静力学分析指标,忽视了应力、应变持续时间这一重要因素,不能客观反映出桥面铺装层在移动车辆荷载作用下的受力状态,为铺装层的早期病害埋下了隐患.笔者通过引入单次动态加载来模...     

匝道钢桥面铺装层力学分析

匝道钢桥局部段具有大纵坡,小半径的特点,汽车正常行驶于该桥段时车速会明显放缓,在行车荷载作用下铺装层内部应力分布较为复杂。运用有限元软件ABAQUS建立局部正交异性钢桥面结构模型,分析紧急制动状态下匝道钢桥面铺装层受力特性。     

多场耦合作用下钢桥面环氧沥青铺装病理分析

为了研究大跨径钢桥面环氧沥青钢桥面铺装出现各种病害的机理,基于应力荷载、温度荷载、水力荷载和时间荷载及其耦合作用,采用有限元理论和机械粘附理论对裂缝、鼓包、坑槽、脱层等病害进行分析,并采用人工调查和数理统计的方法对环氧沥青桥面铺装病害分布特性进行研究,最终阐述了铺装层病害发展的过程。最后从设计、施工、使用等方面提出减少钢桥面环氧沥青桥面铺装病害的方法。     

水泥混凝土桥面环氧沥青桥面铺装应力分析

针对预应力混凝土连续刚构桥,进行环氧沥青桥面铺装力学分析。按照弹性层状体系理论建立力学分析模型,采用在车辆荷载作用下的有限元计算方法,分析桥面铺装层中的最大拉应力、最大剪应力和最大应变,并分析了在不同铺装层厚度、不同模量及不同荷载情况下对应力与应变的影响,最后得出竖向拉应力大于水平向拉应力、横桥向剪应力大于顺桥向剪应力,以及汽车超载将导致铺装层早期损坏的研究结论。     

考虑温度-车辆耦合的准低温季节混凝土桥铺装应力分析

为了研究环境与车载耦合作用对混凝土桥铺装层受力的影响,首先推导材料特性随温度变化的沥青混合料桥面铺装在温度—车辆耦合作用下的应力有限元计算公式。然后采用有限元方法建立混凝土箱梁桥多层铺装复合结构仿真模型,通过现场实测和仿真计算,分析准低温季节铺装结构温度场日变化和车辆荷载耦合作用下的铺装层拉应力。计算结果表明:拉应力峰值出现在桥墩上方对应的铺装层表面,较易较早出现开裂破坏;考虑铺装各层结构温度梯度变化后,耦合作用下的横向拉应力峰值在中午处于谷值,纵向拉应力峰值变化不明显;耦合荷载作用下的横向拉应力峰值比车辆荷载作用情况增加2.76倍,纵向拉应力峰值涨幅为42%。在铺装层的设计中必须考虑温度荷载的作用。     

广东地区典型复合桥面铺装结构有限元分析

针对广东地区复合桥面铺装普遍存在的裂缝、车辙和推移等病害,该文运用有限元软件Ansys,建立带轮胎的典型复合桥面铺装结构实体模型,并进行了铺装层最不利荷载位置的确定和典型复合桥面铺装结构的力学分析。分析结果表明:综合选取3.65 m为铺装层的横向最不利位置,并以此作为荷载作用点进行铺装结构的数值模拟,铺装上层AC拉应力最大值位于轮胎接触表面,其最大横向拉应力值为0.704MPa,最大纵向拉应力值为0.655MPa;铺装下层AC主要受剪,为高温抗车辙的控制层;AC-PCC过渡界面处主要承受横、纵方向峰值均大于0.1 MPa的剪应力。     

开口加劲肋正交异性钢桥面铺装力学行为特性研究

为了研究开口加劲肋正交异性钢桥面铺装的力学行为特性,通过建立钢箱梁和铺装整体三维有限元模型,分析了荷载作用下铺装层最大拉应力、铺装与钢板层间最大剪应力等技术指标的变化及分布规律。得到如下结论:拉应力是导致铺装出现开裂破坏的主要原因,疲劳裂缝应沿桥梁的纵向;当以拉应力作为控制指标时,钢桥面铺装在距离横隔板0.4 m范围内受力最为不利;开口加劲肋正交异性钢桥面铺装应变水平远大于一般沥青路面;铺装对车辆荷载的应力应变响应具有很强的局部效应;铺装与钢板层间剪应力较大,在铺装结构设计时应注意选择具有较强抗剪强度的粘结材料。     

公铁同面大桥的桥面铺装耦合荷载效应

为分析铁路-公路荷载作用下公铁同面钢桁架梁桥面铺装层的受力特点,以枝城长江公铁同面连续钢桁架梁桥面铺装结构为研究对象,采用等效抗弯刚度法简化桥面铺装层,建立公铁同面大桥整桥有限元模型,分析铁路荷载、公路荷载及铁路—公路耦合荷载对公铁同面钢桁梁桥桥面铺装组合结构的影响。结果表明桥面铺装层主要控制应力为顺桥向的纵向拉应力,铁路荷载和公路荷载对最大纵向拉应力耦合效应的贡献率分别约为62.5%和37.5%,对最大横向拉应力的荷载耦合效应的贡献率分别约为61.7%和38.3%。在铁路-公路耦合荷载作用下,枝城长江公铁同面钢桁架梁桥面铺装层的最不利等效应力小于等效桥面铺装层材料的容许应力。     

基于“界面脱黏”的桥梁连续式伸缩缝力学分析

针对"界面脱黏"这种桥梁连续式伸缩缝最常见的一种病害,采用有限元方法,对双轮垂直荷载作用下的伸缩缝铺装层应力响应进行分析,并对不同荷载作用位置、界面接触状态、伸缩缝铺装与桥面铺装材料的模量比、伸缩缝铺装厚度及宽度变化下的界面法向拉应力进行探讨分析。结果表明,当荷载作用在伸缩缝铺装的一侧且轮迹边缘位于界面上时应力作用最大,通过选择柔性更大、变形协调更好的伸缩缝材料,并选择较厚的伸缩缝铺装、宽度选择45~50cm,并且将界面进行粗糙化处理才能有效地改善应力状态以减缓甚至避免"界面脱黏"病害。在此基础上,得出了连续式伸缩缝铺装参数设计方法,为实体工程的设计和施工提供了思路。     

水泥混凝土桥面沥青铺装层病害成因及防治

该文从沥青混合料桥面铺装层的受力特点出发,分析了水泥混凝土桥梁桥面沥青混合料铺装层病害的成因,认为铺装层材料、水损、荷载是产生病害的主要原因,并有针对性地从设计、施工角度提出了几种防治病害的办法。     

杨泗港长江大桥正交异性钢桥面铺装层仿真分析

为准确把握杨泗港长江大桥正交异性钢桥面铺装层的受力变形特性,文中通过建立杨泗港长江大桥钢桥面铺装层仿真分析模型,对钢桥面铺装层的荷载效应进行分析,得出车辆荷载作用下钢梁桥面板应力集中最不利梁段为中部附近的正交异性板段,且横肋顶部附近的横向荷位是最不利荷位。     

大跨径钢箱梁桥面铺装动力响应分析

为了分析钢桥面铺装在动荷载作用下的力学变化规律，针对现有铺装层常见的脱层、滑移、开裂等破坏形式，研究了行车荷载的动力特性与形式，将车轮荷载模拟为移动恒载，选取了6种铺装结构和3种力学控制指标，建立了钢桥面铺装体系三维有限元模型，研究了在动荷载作用下铺装的动力响应，并与静力计算结果进行了对比，给出了最优的铺装结构形式。分析表明，钢桥面铺装的动力响应与静力响应有较大的不同；在动力荷载下，铺装层最不利受力荷位是横隔板跨中位置；铺装层最不利点位受拉情况类似于承受半正矢波荷载；静力分析在对层间剪应力计算时误差很大，在动力荷载作用下，铺装与钢板间会产生很大的层间剪应力，这是导致铺装出现脱层、滑移等病害的主要原因。     

立转开启式桥梁钢桥面铺装层力学响应分析

结合天津海响螺湾开启桥,采用三维有限元分析方法建立了车辆荷载作用下开启桥正交异性钢桥面铺装体系的仿真模型,分析了不含纵隔板和含纵隔板两种情况下的铺装层力学响应.建立了1/4含铺装层的开启桥整桥模型,分析了整个动态开启过程.分析结果表明,以不同力学响应为铺装层力学控制指标时,采用的仿真模型也不同;开启角度最大时,铺装层最大剪应力达到最大值,比刚开启时增加了50%.     

水泥混凝土桥面铺装结构设计方法

随着交通量和重型车辆的增多,许多水泥混凝土桥面铺装层都出现了不同程度的损坏。桥面铺装层的早期破损已经成为影响桥梁通行功能和诱发交通事故的一大病害。水泥混凝土桥面沥青铺装层病害调查表明,粘结层剪切破坏是桥面铺装的主要破坏类型之一,也是桥面铺装所特有的破坏类型。该文提出了以铺装层与水泥混凝土层间剪应力、铺装层表面拉应力作为关键指标的混凝土桥面沥青铺装层结构设计方法;并推荐适宜的沥青铺装厚度为6～10 cm。     

沥青混凝土桥面铺装病害成因分析及防治措施研究

由于超重车辆的大量出现,桥面铺装在长期的运营过程中容易出现开裂、推移、水毁等病害.为了解决桥面铺装层在长期运营过程中出现的病害,针对桥面铺装常出现的病害进行了详细分析总结,并提出了相应的防治措施,对今后桥面铺装层的设计和养护有一定借鉴意义.