钢桥面铺装与混凝土桥面铺装力学控制指标值对比研究

通过研究某钢桥面铺装体系与某混凝土桥面铺装体系的受力变形,分析2种铺装层的应力应变特性的异同。运用有限元方法建立正交异性钢桥面复合铺装体系模型与混凝土桥面复合铺装体系模型,对比分析了铺装层力学控制指标的变化规律以及铺装层厚度、材料模量对铺装体系力学特性的影响。研究成果可为大跨径钢桥面铺装和混凝土桥面铺装设计提供参考。     

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.     

大纵坡钢桥面铺装层底剪应力研究

为研究大纵坡钢桥面铺装层底剪应力计算方法,首先基于ABAQUS软件构建了钢桥面铺装局部三维有限元模型,用以计算铺装层剪应力大小。然后,采用正交设计法和多元回归方法得出大纵坡钢桥面铺装层底最大纵向剪应力回归公式,并对其精度加以验证,同时分析了回归公式中各参数对铺装层底最大纵向剪应力的影响。最后,进一步回归了紧急制动时层底最大纵向剪应力计算公式,并以仁皇山大桥工程为例加以验证。结果表明,大纵坡钢桥面铺装层底最大纵向剪应力随纵坡、铺装层模量和U肋宽度的增大而增大,随钢板厚度和横隔板间距的增大而减小。在大纵坡钢桥面铺装设计中,可通过减小纵坡、铺装层模量、U肋宽度或增大钢板厚度、横隔板间距来减小铺装层底最大剪应力,从而提升铺装层界面的安全性。     

重载交通对钢桥面沥青铺装的影响及管理对策

结合江阴长江公路大桥钢桥面铺装研究课题,利用先进的WIM(动态称重)设备,取得江阴大桥在重裁条件下的车辆交通分布、轴栽谱、胎压以及车速等参数;然后结合理论力学计算,对重栽交通状况下的钢桥面沥青铺装的受力特性、防水粘结层的剪切特性、铺装的使用寿命以及永久变形情况进行了分析;最后,对适合重载交通的钢桥面沥青铺装的管理对策进行了探讨。     

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。     

正交异性钢桥面铺装层疲劳开裂试验的改进研究

为克服现有疲劳开裂试验无法真实模拟正交异性钢桥面铺装层实际工作状态的缺陷,作者以法国LCPC试验为基础,提出了新型铺装层疲劳开裂试验的基本构型。利用有限元方法建立该基本构型的三维有限元模型,分析了在室内试验条件下荷载加载位置、荷载作用面积、复合梁钢板厚度、铺装层试件厚度等参数对铺装层试件力学响应的影响。在力学分析结果上进行验证性试验,最终确定试验构型的各项参数,建立新型铺装层疲劳开裂试验方法。该试验方法能够真实模拟出钢桥面铺装层的实际力学响应,提升了设备加载效率,并能够充分利用现有UTM-25设备进行试验,对于钢桥面铺装层的设计、评价、选择,以及开裂机理的深入研究工作,提供科学有效的试验手段。     

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。     

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.     

钢桥面环氧沥青铺装层动水压力数值仿真分析

针对行车荷载下铺装层表面动水压力对铺装层的影响,研究钢桥面环氧沥青混凝土铺装水损害现象,量化分析行车荷载下钢桥面环氧沥青铺装层的动水压力。采用有限元软件ABAQUS建立轮胎-钢桥面环氧沥青铺装层模型,获取流体计算域中轮胎的形状及尺寸;基于计算流体力学建立钢桥面正交异性板铺装复合有限元模型,采用FLUENT数值仿真轮胎在有水铺装层表面上行驶时产生的动水压力;分析行车速度、水膜厚度、轮胎花纹深度等因素对动水压力的影响,得到动水压力的最不利工况。     

大跨径悬索桥与斜拉桥钢桥面铺装在竖向荷载静力作用下的力学特性研究

以润扬长江公路大桥为工程背景,研究悬索桥与斜拉桥桥面铺装在竖向荷载静力作用下的力学特性．研究结果表明,在做同类型的桥面铺装设计时,应考虑其桥型整桥力学特点,使桥面铺装设计更加合理。     

沥青混凝土桥面铺装受力特性的有限元分析

针对混凝土桥梁沥青混凝土桥面铺装层的受力状态,建立力学分析模型,并通过对桥面铺装体系在各种荷载作用下的受力分析,分析铺装层的变形情况,研究其应力变化规律,确定铺装层与桥面板连接刚度的适宜范围．为桥面铺装层设计提供力学理论依据。     

基于疲劳等效的钢桥面铺装体系轴载换算方法

针对钢桥面铺装设计必须控制的疲劳和车辙主要破坏形式,提出了钢桥面铺装结构设计的疲劳指标与车辙指标,遵循疲劳和车辙等效轴载换算原则,应用疲劳等效原理,推导出基于疲劳等效的钢桥面铺装体系轴载换算公式。根据室内疲劳试验及力学分析结果,确定了该公式中的换算指数和其他轴型与轮组轴载换算为单轴双轮组的轴载换算系数。结果表明,对于钢桥面浇注式沥青混凝土铺装体系的轴载换算指数为4．35,对于钢桥面改性沥青SMA铺装体系的轴载换算指数为5．30,对于钢桥面环氧沥青混凝土铺装体系的轴载换算指数为6．25,在钢桥面铺装设计与验算中,经换算其结果较为精确、可行。     

京杭运河特大桥钢桥面铺装设计与施工

文章结合常州西绕城高速公路京杭运河特大桥钢桥面铺装工程实例,阐述了钢桥面铺装结构类型的选择、环氧沥青混合料配合比设计以及材料要求等,同时论述了抛丸除锈、环氧富锌漆、环氧树脂防水粘结层、钢桥面环氧沥青铺装层的施工工艺、施工要点以及在实际工程中应用情况。     

桥面铺装结构与材料生命周期环境影响研究

为制定桥面铺装设计方案,建造低能耗环保桥梁,基于生命周期评价理论,剖析了桥面铺装相关活动的环境影响因素,提出了桥面铺装的设计、原材料的生产加工、桥面施工、运营使用和维护、拆除和固体废弃物处置5个阶段的环境影响的理论计算模型。该模型可为全面认识桥面铺装的环境影响水平提供理论基础,并应用于武汉市徐东高架桥桥面铺装。结果表明,原材料生产加工阶段环境影响最为严重,其次为运营使用和维护阶段。在运营使用和维护阶段,合理选择桥面铺装材料影响显著。     

黄河二桥系杆拱桥桥面铺装层最不利荷位的确定

采用目前世界上通用的ANSYS有限元分析软件,对桥面铺装体系进行受力分析.利用移动荷载法确定铺装层间应力的包络面,通过各层间应力发生最大位置处的影响面按规范进行布载,研究了集中荷载作用下铺装层各种最大应力的变化规律,并确定与此对应的最不利荷位.     

正交异性板桥面铺装受力影响因素分析

采用有限元方法,分析了正交异性板桥面铺装在结构和荷载因素变化时受力状态的变化规律;比较了有无纵隔板、桥面板厚度、加劲肋板厚度对受力的影响;分析了竖向、水平荷载对铺装层受力的影响。结果表明:有纵隔板时的横向拉应力为全桥面的铺装拉应力控制指标;增大桥面板厚度有利于减少桥面刚度不均,减小铺装层内的应力;加劲肋厚度的变化对加强结构刚度有利却对桥面铺装的受力不利;超载对应力状态极为不利,紧急制动产生的水平力会导致很大的纵向拉应力。     

城市高架钢桥面环氧沥青铺装体系的研究与应用

钢桥面铺装技术一直是国内外研究的重点与难点,随着国内城市高架钢桥的大量兴建,城市高架钢箱梁桥面铺装技术难题亟待解决。文章通过分析南京南站快速环线高架桥的建设条件与技术要求,研究了城市高架钢箱梁桥环氧沥青混凝土铺装的技术性能,并结合南京南站综合枢纽工程,介绍了环氧沥青铺装在城市高架钢箱梁桥应用的施工特点与工艺,可供城市高架钢箱梁桥面铺装施工参考。