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考虑铺装与桥梁结构间非连续接触关系的连续桥面铺装受力分析
| 论文题名： | 考虑铺装与桥梁结构间非连续接触关系的连续桥面铺装受力分析 |
| 关键词： | 连续空心板桥;桥面铺装;移动荷载;层间摩擦;有限元分析 |
| 摘要： | 桥面铺装是桥面的组成部分。作为桥梁的一部分，桥面铺装层在保护主梁、分散荷载和提供排水方面起着至关重要的作用。桥面上的沥青路面是主要的路面类型。如果分析不当，沥青混凝土桥面铺装更容易出现劣化。沥青桥面路面的损坏降低了桥梁的驾驶舒适性和耐用性。本论文旨在提供混凝土桥面沥青路面的力学性能和更好的洞察力。 首先，对混凝土桥梁中桥面铺装结构的不同面层材料以及沥青路面的劣化类型和劣化机理进行了综述。其次，以混凝土连续空心板桥为基础，利用ANSYS建立全桥有限元模型。沥青混凝土桥面铺装的最不利位置是根据整个模型确定的，在桥面共设置21个荷载位置并计算应力的静荷载条件下，给出了最关键的荷载位置，以供进一步分析。静载作用下沥青混凝土桥面铺装的最不利位置在中间支座上，最大拉应力在路面表面，最大剪应力在沥青路面上层和下层之间，最大横向和纵向拉应力随着过载而增加。超载率越大，路面应力越大。 大多数研究人员假设桥面铺装层和桥面是连续连接的，实际上桥面铺装与桥面处于半滑动状态。因此，分析了层间滑动条件下移动载荷作用下的力学时程响应，并与连续条件下的响应进行了比较。分析了上下路面层在移动荷载作用下的力学时程响应。可以发现，桥面铺装的横向拉应力在铺装的上层最为突出，其值在下层铺装中减小，这意味着拉应力随着铺装深度的增加而减小。桥面铺装的粘结层失效是造成桥面铺装病害的主要原因。 最后，分析受水平荷载、车辆行驶速度、层间摩擦系数、路面模量、层厚和桥梁跨度对桥面营能力的影响，分析桥面最大拉应力和铺装层最大剪应力，揭示沥青路面综合力学性能变化的规律。研究结果表明，车辆纵向力对桥面应力的影响，主要集中在路面的上层，随着水平荷载系数的增加，桥面的最大剪应力显着增加。随着沥青混凝土混合料模量的增加，层的刚度也增加，从而显著增加。随着下层弹性模量的增加，上层的应力吸收减少，向下层的应力传递增加。 不同跨度的连续桥对路面的拉应力影响很大。跨度越大，桥梁自重越高;连续桥梁支撑处的负弯矩越大，路面顶部的拉应力越大。因此，对于大跨度连续桥的路面设计，应提高上层路面的抗弯抗拉强度设计值。 |
| 作者： | Rhitika Lamichhane(陈思琪) |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 张淑文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 郑州大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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