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温度和动载作用下连续梁桥桥面铺装层力学分析
| 论文题名： | 温度和动载作用下连续梁桥桥面铺装层力学分析 |
| 关键词： | 连续梁桥;桥面铺装层;力学分析;温度场理论;动载理论 |
| 摘要： | 桥面铺装层力学分析中普遍采用的方法是在桥梁结构中截取局部梁段加上适当的约束来分析铺装层在静载作用下的受力状况，对于桥梁结构，除了要考虑静载引起的变形和应力外，还需要考虑外部激发的动力响应，大跨径混凝土连续梁桥在温度作用下往往有较大的变形。本论文通过对实桥桥面铺装层温度场的现场观测结果与模拟结果对比，验证了利用ABAQUS有限元软件可以正确地描述桥面铺装层温度场分布。采用自行研制的层间抗剪强度剪切仪对桥面铺装层层间抗剪强度进行了室内试验。为了准确分析桥面铺装层的受力状态，本文针对温度及移动荷载共同作用下连续梁桥桥面铺装层受力情况进行数值模拟分析，为桥面铺装层设计提供参考。 本文以动载理论和温度场理论为基础，运用有限元法，应用通用有限元软件ABAQUS建立了三跨混凝土连续箱梁桥三维有限元模型，采用半波正弦荷载加载并考虑温度的作用，进行沥青混凝土桥面铺装层在温度与移动荷载共同作用下的力学时程响应分析，并分析降温幅度、车速、超载、铺装层模量、桥梁跨径以及铺装层厚度对桥面铺装层受力的影响。 研究表明,热量在桥面铺装层中传递时存在滞后现象，且在箱梁桥腹板位置对应的铺装层处温度变化波动比较明显。在温度和移动荷载共同作用下混凝土连续梁桥桥面铺装层在桥梁中跨支座处受力最不利，其最大拉应力发生在铺装层表面,最大剪应力发生在铺装层间。降温幅度越大桥面铺装层拉应力越大，超载比例越大铺装层拉应力极值与铺装层剪应力极值越大，铺装层拉应力极值与铺装层剪应力极值随车速增大而减小，并且铺装层拉应力极值与剪应力极值在铺装层厚度一定范围内随铺装层厚度增大而减小。 以沥青混凝土桥面铺装层层间剪切试验以及公路沥青路面设计规范为基础,提出以沥青混凝土铺装层拉应力和剪应力作为桥面铺装层结构设计的主要指标。根据温度与动载共同作用下桥面铺装层受力分析结果，综合考虑应力指标以及经济因素得到不同跨径下铺装层合理厚度范围。 |
| 作者： | 吴志阳 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 王岚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 内蒙古工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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