有限元法在桥面铺装受力分析中的应用

有限元分析软件是桥梁工程中使用广泛的软件之一．作者通过对有限元软件的运用理解，尝试使用其验证应用力学理论公式推导的桥面铺装层与桥面板之间非完善接触的受力情况，并验证了桥面铺装材料弹性模量与桥面板材料弹性模量比值对于桥面铺装层应力分量的影响。     

中小跨径刚柔组合式钢桥面铺装力学响应研究

采用有限元分析软件,分析刚性铺装层弹性模量、荷载布置形式、铺装层结构厚度及钢筋网对刚柔组合式钢桥面铺装体系力学响应的影响规律。结果表明:刚性铺装层弹性模量变化对柔性铺装层、层间黏结层及铺装层整体竖向位移影响较小,对刚性铺装层及铺装层与钢桥面板间受力影响相对较大;双后轴间主要影响区域间隔较远,两者相互影响较小;刚性铺装层厚度的增加不利于柔性铺装层受力,而刚性铺装层中增设钢筋网对铺装体系受力影响较小。     

江阴大桥钢桥面防水粘结层受力分析

江阴长江公路大桥采用正交异性钢箱梁结构,桥面铺装层采用首次在国内使用的沥青玛蹄脂混凝土材料。本文将正交异性钢桥面板、铺装层、防水粘结层作为受力整体．建立有限元分析模型,研究荷载作用位置、荷载类型、防水粘结层材料参数等因素对铺装防水粘结层受力的影响,为桥面铺装防水粘结层材料的设计与选择提供理论依据。     

江阴大桥钢桥面防水粘结层受力分析

江阴长江公路大桥采用正交异性钢箱梁结构,桥面铺装层在国内首次采用沥青玛蹄脂混凝土材料。将正交异性钢桥面板、铺装层、防水粘结层作为受力整体,建立有限元分析模型,研究荷栽作用位置、荷载类型、防水粘结层材料参数等因素对铺装防水粘结层受力的影响,为桥面铺装防水粘结层材料的设计与选择提供理论依据。     

桥面铺装防水粘结材料性能试验研究

在桥面铺装体系中,桥面板与沥青铺装层之间是一个薄弱环节,为了使沥青铺装层与桥面板之间有效粘结,防止桥面板因腐蚀而造成桥面板与沥青铺装层之间出现脱层,并最终导致桥面铺装出现早期破坏,这时就需要再桥面板与沥青铺装层之间设置一层防水粘结层。防水粘接层的主要起的作用是在加强沥青铺装层与桥面板之间的粘结,同时也起着防水作用以保护桥面板。调查表明,桥面铺装层间剪切破坏、开裂、水损害等病害都与防水粘结层破坏有很大关系,因此需要加强防水粘结层材料的研究。桥面防水层的种类繁多,有涂膜类、结构类、卷材类等,本文通过室内试验对橡胶沥青、FYT、SBS改性沥青、SBS改性乳化沥青性能进行评价,并在此基础上推荐适合的桥面防水材料。     

界面缺陷对桥面铺装层受力的影响

以装配式钢筋混凝土简支空心板桥为分析对象,通过对桥面铺装层与桥面板之间有无界面缺陷情况的三维有限元计算,分析了桥面铺装层的受力特性和界面连接状况对层间剪应力分布的影响,为铺装层设计和施工提供参考.     

大跨径连续刚构桥桥面铺装层技术研究现状综述

通过对国内外大跨径连续刚构桥铺装层技术领域研究成果和发展趋势的分析和总结,研究了设计缺陷,施工质量以及交通荷载环境等因素对连续刚构桥桥面铺装层耐久性的影响。针对铺装层病害的机理,主导原因和病害的分类方法以及铺装层结构设计存在的问题等进行了较为全面的剖析。分析结果表明:连续刚构桥桥面铺装的耐久性除了取决于铺装材料本身的强度和疲劳性能,更取决于铺装层结构、材料与桥面板的适应性;铺装层及桥面板的综合设计、施工质量和工艺的保障是铺装层耐久性的关键;现有文献对连续刚构桥桥面铺装层有限元计算尚有缺陷和不合理之处,为了给今后的工程实践和相关规范提供更可靠的数据,应对现有分析采用的有限元实体模型及其边界条件进行研究和完善。     

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.     

界面材料参数和层间状态对钢桥面铺装体系受力的影响

借助有限元数值分析方法,分析了界面材料的弹性模量和界面层厚度变化对铺装体系受力的影响及不同层间接触状态下钢桥面铺装体系受力规律,论证了钢桥面铺装中界面黏结的重要性,对于界面层材料设计和施工具有重要的指导意义。     

空心板桥梁铺装层受力特性分析

为了研究铺装层厚度、弹性模量和行车荷载对桥面铺装层受力特性的影响,以实际工程为背景,采用有限元软件ANSYS建立了简支空心板桥的有限元分析模型,通过改变桥面铺装层厚度、弹性模量、超载系数和水平荷载,以此来研究简支空心板桥梁铺装层应力分布。分析结果表明,铺装层内应力随铺装层厚度增大而减小,随弹性模量的增大而增大;在弹性范围内,铺装层内应力随超载系数的增大呈线性增长趋势,增大动摩擦系数,剪应力增大最为明显,横桥向和纵桥向最大拉应力基本无变化。     

空心板桥桥面铺装三维有限元法分析

以较常用的8m、13m、16m、20m、30m跨径空心板桥为代表,通过分析铺装层破坏形式．将空心板梁体和水泥混凝土铺装层视为一个相互作用的统一整体,利用有限元软件进行空间实体建模和计算,从而对不同跨径空心板桥水泥混凝土铺装的荷载应力进行分析,并计算分析不同形式铰缝对铺装层的应力影响,最终可得出空心板桥水泥混凝土铺装的应力规律。     

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.     

基于疲劳强度理论的超薄桥面铺装层裂缝扩展分析

以断裂力学为基础,借助有限元方法,建立了裂缝扩展的有限元计算模型。采用应力强度因子作为评价指标,分析了在对旧桥面铺装进行加铺时,旧铺装层已存在的裂缝对加铺层的影响;研究了在行车荷载和温度荷载的作用下,不同宽度的裂缝和不同的加铺层厚度对加铺层裂缝扩展的影响。研究表明,低温是引起裂缝扩展的主要因素;随着厚度的增加裂缝尖端的应力强度因子呈下降趋势,对于薄层铺装来讲,则需要较高的抗裂性。     

夹心钢板系统加固正交异性钢桥面板的性能分析

正交异性钢桥面板广泛应用在现代钢桥中,但在车辆荷载作用下,由于较高的应力集中易引起关键焊接部位的疲劳裂纹,采用夹心钢板系统（SPS）对正交异性钢桥面板进行加固。通过ANSYS软件建立了正交异性钢桥面板及其SPS加固层的三维有限元模型,在不同的荷载工况下,分析了按我国现行规范规定的车辆荷载的两个后轴共同作用下桥面板的应力分布特征,并与加固前的应力状态进行了对比。结果表明：骑U肋加载在桥面板时U肋焊接处产生的横桥向应力最大;采用SPS对正交异性钢桥面板进行加固的效果良好,与加固前相比,可较大幅度地降低钢桥面板的应力,更有助于抵抗钢桥面板疲劳裂纹的产生。     

旧桥桥面铺装的修复及施工

笔者以G10 6国道广东省广州市花都区境内的梯面大桥桥面铺装的修复为例 ,对旧桥水泥砼材料的桥面铺装工程中的凿除、清洁、交界面区域的处理、铺筑及铺筑中应注意的问题等方面进行了研究与总结 ,其结果对于道路上的水泥砼桥面铺装的修复施工具有一定的参考价值     

中承式系杆拱桥自振特性影响因素分析

采用大型结构通用软件Midas/Civil,对一座中承式钢筋混凝土系杆拱桥进行了结构自振特性的数值模拟分析,取得了结构自振频率和自振振型等动力参数,并对振型进行了描述,通过变换桥梁的主要结构参数来对比分析了它们对结构自振特性的影响.计算结果表明,桥面板的厚度、混凝土弹性模量以及拱肋刚度的变化均对自振特性有重要影响,研究结论可以为同类桥型的设计提供参考.     

防水粘结层参数对桥面铺装层间剪应力的影响

相比一般路面,防水粘结层在桥面铺装体系中的作用更为重要。运用ANSYS有限元软件建立设置防水粘结层的桥面铺装结构力学计算模型,对层间剪应力进行计算和分析,结果表明:防水粘结层厚度变化对各层层间剪应力影响不大,并建议防水粘结层模量范围取值为100MPa～300MPa。     

石板坡大桥钢箱梁车载作用下局部应力分析

石板坡大桥主跨由钢箱梁与预应力混凝土箱梁组成。针对该桥钢箱梁桥面板局部受力复杂的情况，运用ANSYS软件建立了钢箱梁结构分析的空间有限元模型，分析了钢箱梁在车载作用下局部应力的分布特点。     

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。