开口加劲肋正交异性钢桥面铺装力学分析

以开口加劲肋正交异性钢桥面铺装体系作为研究对象,建立了包括桥面板和铺装的整体三维有限元分析模型,研究了荷载作用下铺装层的力学特性.分析表明,横向拉应力是开口加劲肋正交异性钢桥面铺装设计的一个重要控制指标;开口加劲肋正交异性钢桥面铺装层间剪应力较大,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;开口加劲肋正交异性钢桥面铺装对车辆荷载的应力应变响应具有很强的局部效应.     

基于病害控制的钢桥面力学响应分析

针对中小跨径钢桥面刚柔复合铺装层裂缝和刚柔层层间破坏问题,提出铺装层表面拉应力和刚柔层层间剪应力的力学控制指标,应用有限元软件ANSYS建立局部分析模型,分析不同位置荷载下的力学响应,从而确定最不利荷载位置,研究超载以及制动力对剪应力的影响.结果 表明:以铺装层层间最大纵向剪应力和最大拉应力作为刚柔复合铺装层设计控制指...     

薄层沥青混凝土在桥面铺装中的力学响应

采用ABAQUS有限元分析软件,建立水泥混凝土箱梁桥与工字梁桥三维整体有限元模型,分别研究了不同厚度薄层沥青混凝土铺装层在车辆荷载和温度荷载作用下的力学响应,以及铺装层自重对桥梁结构内力的影响。研究结果表明:在车辆荷载作用下,铺装层厚度由4cm增加至12cm时,箱梁桥与工字梁桥铺装层最大竖向剪应力分别增长了约72%与40%,因此,薄层铺装能够降低层内竖向剪应力水平,有利于缓解车辙病害的发展;在温度荷载作用下,铺装层厚度对层内拉应力及层底剪应力的影响并不明显,力学指标基本处于同一水平;在重力荷载作用下,厚度为4cm的薄层铺装相对于12cm的铺装层能够分别降低箱梁桥桥体内部最大Mises应力及最大主拉应力19.62%与17.70%,而对于工字梁桥而言,能够分别降低应力水平13.79%与10.16%,从而改善了桥梁结构受力状况。可见,薄层沥青混凝土应用于桥面铺装具有良好的力学可行性,在综合考虑环境与材料性能的基础上可在实际工程中推广应用。     

温度和干缩对钢桥面铺装层受力的影响

根据钢桥面铺装的受力特点,推导了钢桥面铺装层的温度应力计算公式;结合实际铺装材料和实际使用环境,计算了常用铺装材料的温度及收缩应力,并与车辆荷载作用下铺装层的应力计算进行对比。研究表明:温度和干缩作用远大于车辆荷载对钢桥面铺装层的受力影响。     

温度和干缩对钢桥面铺装层受力的影响

根据钢桥面铺装的受力特点,推导了钢桥面铺装层的温度应力计算公式;结合实际铺装材料和实际使用环境,计算了常用铺装材料的温度及收缩应力,并与车辆荷载作用下铺装层的应力计算进行对比。研究表明:温度和干缩作用远大于车辆荷载对钢桥面铺装层的受力影响。     

沥青混凝土桥面铺装车辆荷载与温度荷载作用的耦合分析

针对水泥混凝土桥面沥青混凝土桥面铺装层,采用ANSYS软件建立包含全桥主梁结构及桥面铺装的三维实体有限元计算模型,分析了桥面铺装层在车辆荷载作用下及其与变化的温度荷载耦合作用下的总体变形、最大剪应力及最大主应力的变化特点,为水泥混凝土桥面沥青混凝土桥面铺装的设计和施工提供参考。     

胶粉改性沥青桥面铺装层受力特性的数值模拟

为研究胶粉改性沥青桥面铺装层在受力过程中的特性,立足实际工程,利用ABAQUS有限元软件建立力学模型并进行数值模拟分析。主要分析了不同铺装层厚度、不同弹性模量、不同的铺装层泊松比对桥面铺装层在车道荷载作用下的受力特征,结果表明:上下面层的厚度对铺装层的剪应力及拉应力均有影响;在一定范围内,最大水平拉、剪应力随弹性模量的增加而增加;铺装层纵向最大水平拉、剪应力随着泊松比的增加变小,变化量不明显。     

纵坡对钢桥面铺装层力学响应的影响

为提出大纵坡钢桥面铺装层设计指标,分析了坡道上车辆与桥面的相互作用以及沥青混合料的时温等效特性。在此基础上,采用ABAQUS软件建立了钢桥面铺装局部三维有限元模型。最后,分析了匀速行驶及紧急制动时纵坡对钢桥面铺装层力学响应的影响。结果表明:纵坡对钢桥面铺装层表面最大横向拉应力、层底最大横向剪应力和最大竖向位移几乎无影响;纵坡对钢桥面铺装层表面最大纵向拉应力和层底最大纵向剪应力影响较为显著;相比匀速行驶时,紧急制动时下坡道纵向拉应力及纵向剪应力大幅增大,尤其是纵向剪受力更不利。在大纵坡钢桥面铺装层设计中,计算铺装层表面最大纵向拉应力和层底最大纵向剪应力时必须充分考虑纵坡影响,重点考虑界面抗剪强度。     

沥青混凝土桥面铺装层的动力有限元分析

基于汽车对桥面的动力作用,对典型的沥青混凝土桥面铺装结构建立了线弹性三维有限元模型,运用动力学基本理论和有限元方法,分析了移动荷载作用下桥面柔性铺装层竖向变形、主拉应力和最大剪应力的时程响应规律,并研究了不同车速和超载水平对桥面柔性铺装层的力学指标的影响规律,为沥青混凝土桥面铺装的研究提供了有力的支持。     

水泥混凝土桥桥面铺装层受力特性分析

在车辆行车荷载作用下,桥面铺装层的破坏主要有两种形式,即铺装层内部产生较大的剪应力而产生的剪切变形和抗水平剪切能力较差而产生水平方向上的剪切变形。为了探究水泥混凝土桥桥面铺装层的破坏机理,运用ANSYS三维有限元软件计算分析水泥混凝土桥混凝土铺装层的最大剪应力,从水泥混凝土的铺装层厚度、混凝土的弹性模量和行车荷载三个方面出发,研究了对水泥混凝土桥桥面铺装层的受力特性。     

轮胎与钢桥面铺装接触力学分析

为进一步分析钢桥面铺装的真实受力特性,对轮胎与钢桥面铺装的接触力学行为进行了研究.通过建立轮胎模型,对轮胎接地压力进行计算,并与实测数据对比验证了轮胎接触模型的准确性;通过建立轮胎与桥面接触模型,对不利荷载位置时桥面铺装的力学响应计算与分析,得出铺装层竖向位移、铺装层顶弯拉应力、粘结层剪切应力的分布特性,指出桥面铺装典型病害产生的力学机理;通过对设定的一组铺装层计算模量对应的铺装层力学响应极值进行计算,得出铺装层弯拉劲度模量变化对铺装层力学响应的影响规律,并对比分析了轮胎荷载与均布荷载对结算结果的影响作用.结果表明：在等量荷载条件下,采用轮胎与桥面接触模型计算出的铺装层最大层顶反弯应力、粘结层最大剪切应力均明显大于采用均布荷载的计算结果,其中：铺装层层顶反弯应力增幅约为5%,粘结层剪切应力增幅约为9%.采用轮胎与桥面接触模型进行钢桥面铺装设计会更为安全.     

钢桥桥面沥青混凝土铺装力学分析

本文主要利用有限元分析方法分析车辆荷载对铺装层的动力影响.结果表明:车辆在桥面以一定速度行驶时,动力影响显著;为了保证铺装层的耐久性,须对行驶车辆限载;铺装层厚度对桥面铺装层动力影响较大.     

沥青路面最大剪应力分析

采用ABAQUS软件对典型半刚性基层沥青路面及桥面铺装层中最大剪应力影响因素及变化规律进行了计算与分析。分析表明：半刚性基层沥青路面与水泥混凝土桥面铺装层最大剪应力分布与变化规律基本一致,在相同荷载条件作用下,最大剪应力水平亦接近;最大剪应力与车辆垂直荷载和水平荷载作用呈正比关系,最大剪应力受其影响显著;最大剪应力随着面层或铺装层厚度、模量的增加而相应地变小,随着半刚性基层厚度与模量的增加而变大。以上抗剪影响因素及变化规律的研究为解决车辙问题提供了一定的理论基础。     

水泥混凝土弯坡斜桥沥青混凝土铺装结构力学特性研究

以湖南省娄新高速公路水泥混凝土桥桥面层间处治为实际研究背景,根据工程不同桥型,应用有限元方法空间进行实体建模,分析沥青混凝土铺装层荷载应力以及影响因素、计算车辆制动、设有纵坡、曲线桥等不同状态下铺装层应力大小,为深入进行湖南省娄新高速公路水泥混凝土桥桥面层间处治研究提供理论依据。     

基于耦合的沥青混凝土桥面铺装动力响应

为研究耦合作用下沥青混凝土桥面铺装层对车辆荷载的动力响应,采用MATLAB软件求解由梁单元建立的车辆与桥梁及其铺装层结构的耦合振动方程,得到耦合作用下车辆对铺装层的荷载作用;将上述荷载转化成面荷载施加在由实体单元建立的有限元模型上并借助于ANSYS软件进行计算,得到不同工况下铺装层结构的动力响应;确定铺装层结构设计的控制指标并分析不同车速、不同不平度以及是否考虑耦合作用对各控制指标的影响,为铺装层结构的设计提供理论依据。     

公铁两用大桥桥面铺装力学行为研究

为研究公铁两用连续刚桁梁桥的公路桥面铺装结构的力学行为和力学指标,采用有限元软件ANSYS,建立简化桥面铺装的某公铁两用大桥整体有限元模型,对在简化铁路荷载和公路荷载作用下铺装结构的力学响应进行了分析,得到铺装层的应力—应变变化规律、力学控制指标和最不利荷位。分析结果表明:采用3跨公路桥局部模型能获得相对合理的桥面铺装分析模型;各个轮载位的沥青面层最大横、纵向剪应力均出现在车轮荷载正下方沥青层与混凝土层交界处,计算结果显示沥青面层剪应力水平普遍于0.1~0.15 MPa之间,而SMA沥青混凝土与混凝土之间的抗剪强度为1 MPa,由此可见理论计算值满足容许值需求,并且留下了较大的抗剪储备空间。     

混凝土连续梁桥沥青铺装有限元分析

利用通用有限元软件对三跨预应力混凝土连续梁桥的沥青混凝土铺装进行应力分析,通过荷载不同位置下的沥青混凝土铺装层拉应力、剪应力分析,确定出荷栽的最不利布置位置。分析荷载最不利布置下铺装层模量对铺装层拉应力及层间剪应力的影响规律,为桥面铺装层材料选择及研究提供参考。     

沥青混凝土桥面铺装结构的剪切分析

以室内斜剪试验为基础,采用有限元软件ANSYS对斜剪试验进行计算模拟。模拟了五种试验工况,分析了不同工况下沥青铺装层剪应力的分布情况,并研究其参数改变时结构层的剪应力响应。分析显示,粘结层是桥面铺装体系的薄弱位置。桥面铺装层粘结材料采用环氧沥青比SBS改性沥青具有更好的抗剪性能,而桥面铺装层厚度的增加,对于改善铺装层的受力状态,延长铺装层的使用寿命有一定的作用。     

水泥混凝土桥面铺装与一般路面结构力学机理对比分析

在结构特性上， 桥面铺装结构远比一般的路面结构复杂。 桥面板与沥青铺装层间的模量相差悬殊， 桥面混凝土结构挠度大， 桥面沥青铺装在车辆荷载作用下的受力状况与一般路面不同； 从桥面的温度差异来看， 桥面环境比路面环境也更为严苛； 因此， 桥面铺装在重载和制动力的双重作用下， 沥青铺装层与桥面之间承受较大剪应力和剪应变。 本文将总结以往桥面铺装结构力学分析研究成果， 提出桥面铺装结构力学指标， 为浙江省山区高速公路桥面沥青铺装结构设计提供理论依据。     

基于铺装受力的钢箱梁斜拉桥纵隔板位置优化

为改善钢桥面铺装受力状况,针对国内某斜拉桥钢箱梁纵隔板位置,建立了全断面钢箱梁节段和铺装的力学计算新模型,分析了两种纵隔板设置方案在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。结果表明,由于纵隔板的竖向刚度很大,在荷载作用下,纵隔板上方的铺装产生较大的横向拉应力,具有明显局部效应;荷载处于桥面板与U型加劲肋焊接点的正上方时,横向拉应力在距横隔板0～0.2m范围内快速增加,在0.2m处出现峰值;采用纵隔板设置方案二进行钢箱梁结构设计,优化了铺装的受力状况,横向荷位3为铺装最不利荷位。