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原文传递桥头引道沉降标准及台背回填加筋应用研究

论文题名：	桥头引道沉降标准及台背回填加筋应用研究
关键词：	桥头引道;沉降标准;台背回填;加筋;土工合成材料;材料处理;桥头跳车;路基沉降控制;道路;控制标准;有限元分析;不均匀沉降;主观评价;土相互作用;受力变形;试验研究;设计方法;指标;塑性有限元;四分之一车辆模型
摘要：	桥头引道路基不均匀沉降引起桥头跳车是高速公路运营中的一个通病，它不仅影响行车速度、舒适性，而且使桥头伸缩缝以及接缝路面遭到破坏，甚至导致交通事故。车辆在桥台桥头跳车的问题，主要归结为两个基本问题，一个是桥头引道路基沉降值控制标准问题，另一个就是桥头引道路基沉降控制方法的问题。本文针对这两个问题的研究，不仅是必要的，而且有重要的实用价值。在桥头引道路基沉降控制标准方面，本文采用使用功能与结构功能相结合的办法，从不同的角度分析了桥头引道沉降控制标准。在使用功能方面，又分别采用客观评价与主观评价方法相结合，即建立四分之一车辆模型，利用汽车平顺性估计所采用的竖向加速度指标，推导路面不平整度的纵坡指标；并将模糊评判用于主观评价方法中；而且，利用AASHTO设计方法中所提出的PSI指标，对道路纵坡坡差进行了验证。在结构功能方面，本文针对水泥路面和沥青路面，分别采用理论推导和有限元分析两种方式，较为圆满地解答了由于不均匀沉降对路面结构引起的附加应力，从而通过材料的弯拉应力的限值可以确定桥头引道纵坡坡差的限值。在土工合成材料处理桥头引道路基应用研究方面，本文所做的主要工作有： 1)土工合成材料力学特性及其与土相互作用的研究利用直接拉伸试验装置测试土工合成材料的受力变形关系，并根据所检测的受力变形曲线计算土工合成材料的抗张拉强度、抗张拉模量、延伸率等力学指标；利用大型直剪仪进行直剪试验，检测土工合成材料与四川绵广高速公路试验桥台台背填料之间的界面抗剪强度和界面剪力与相对位移的变化关系，为数值分析与结构分析提供计算依据。 2)土工合成材料处理桥头引道路基机理研究通过离心模型试验研究不同布置方式、不同压实度下土工合成材料处理桥头引道路基的沉降及其变化规律，为其设计方法提供参考；利用大型的通用有限元分析软件ANSYS，对土工合成材料处理桥头引道路基进行弹塑性有限元分析，模拟土工合成材料处理桥头引道路基的施工过程，并研究其沉降变化规律，为设计方法的研究提供理论依据。 3)土工合成材料处理桥头跳车的设计方法的研究根据前述机理分析，提出一种模拟填料与土工合成材料相互作用、受力变形的模型，推导了土工合成材料筋材料所受最大张力与填料、土工合成材料筋材料特性和填方高度、合成材料层间距之间关系的简便计算公式。 4)土工合成材料处理桥头跳车的试验研究在试验桥台的施工过程中，进行土压力、沉降、回弹模量等检测。通过加铺土工合成材料与未铺土工合成材料的路堤、桥台的相关检测指标的对比分析，竣工后桥头路表错台的调查分析，阐述土工合成材料加筋土技术解决桥头跳车的合理性。本文所采用的方法与成果不仅可用于桥头引道路基沉降控制的相关规范，部分成果也可作为一般路基的不均匀沉降区段规范的参考，具有一定的理论意义和使用价值。关键词：桥头跳车，桥头引道路基，不均匀沉降，沉降控制标准，主观评价，客观评价，附加应力，纵坡坡差，离心模型，弹塑性有限元，筋土相互作用，土工合成材料，层间距，土压力，沉降
作者：	冯光乐
专业：	道路与铁道工程
导师：	许志鸿;凌天清
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学交通运输工程学院
学位年度：	2002
正文语种：	中文