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基于PBL连接件的钢桥面复合铺装结构静力性能分析
| 论文题名： | 基于PBL连接件的钢桥面复合铺装结构静力性能分析 |
| 关键词： | PBL连接件;钢桥面复合铺装结构;静力性能分析;模拟方法 |
| 摘要： | 在行车荷载、环境温度和桥梁振动等因素的共同作用下,钢桥面铺装的受力和变形非常复杂,而常用沥青类铺装材料的抗拉、抗剪和抗压强度均较小,导致钢桥铺装出现开裂、脱层和车辙等早期病害的现象非常普遍。对钢桥面板追从变形的大小是影响铺装层受力的主要因素,因此可以通过增加铺装层刚度来改善铺装层的受力。基于这一理念,本文提出了基于PBL连接件的“轻质混凝土+SMA”钢桥面复合铺装结构,并对该铺装结构的主要力学性能进行了分析。 首先,总结了钢桥面铺装的特点和存在的主要问题,对钢桥面铺装几种主要病害出现的原因进行了分析,并对钢桥面铺装材料和铺装结构的研究现状进行了简要介绍。在总结已有研究成果的基础上提出了基于PBL连接件的“轻质混凝土+SMA”这一新型钢桥面复合铺装结构。 其次,根据钢桥面铺装的受力特点和技术要求,参考国内外相关规范、标准中关于钢桥面铺装设计控制指标的规定,提出了钢桥面复合铺装结构的设计控制指标。 然后,总结了钢桥面铺装的常用分析方法,对钢桥面铺装分析的有限元法进行了重点分析。建立了某一推出试验的有限元模型,对钢桥面复合铺装结构中钢-混界面的模拟方法进行了验证。 再次,参考某钢箱梁桥标准节段的结构构造,建立了包括正交异性钢桥面板、横隔板、轻质混凝土铺装下层、SMA铺装上层和PBL抗剪连接件的钢桥面复合铺装结构的有限元模型,分析了车轮荷载作用下钢桥面复合铺装结构中应力和变形的分布规律,确定了各设计控制指标下的最不利加载工况。 最后,分析了钢桥面复合铺装结构主要结构参数,包括PBL钢板厚度、铺装层厚度、混凝土弹性模量、沥青劲度模量和PBL连接件布置形式对钢桥面复合铺装结构受力性能的影响,在此基础上对各主要参数的取值给出了合理建议。 |
| 作者： | 姚文奇 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 刘永健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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