详情

原文传递铺装层厚度对预应力箱型梁桥结构的影响分析

论文题名：	铺装层厚度对预应力箱型梁桥结构的影响分析
关键词：	预应力混凝土;箱形梁桥;桥面铺装;桥梁结构;受力分析
摘要：	随着经济的发展，桥梁建设也得到了快速发展，出现了多种桥型。在各种桥型中，箱形截面桥梁以其独特的优点而被设计人员广泛采用。特别是在预应力桥梁中，由于箱形截面可提供较大的混凝土面积用于预应力束的通过，并且可提供较大的截面高度，使预应力束有较大的力臂，极大地发挥预应力的效用。因此，在国内外在已建成的大跨度预应力混凝土梁桥中，横截面大多采用箱形截面。近年来随着预应力材料及技术的进一步发展，桥梁的跨径越来越大，桥梁上部结构柔性也越来越大，使得桥面铺装层的受力变得非常复杂；此外，随着交通量和重型车辆的增加，特别是超载现象的增多，桥面铺装出现了一些较为普遍的病害。桥面铺装的性能直接影响到行车安全性、舒适性及桥梁结构的耐久性。因此，桥面铺装问题近年来在我国受到了各方面的普遍重视，桥面铺装技术也已成为桥梁建设的一项技术难题。传统的桥梁设计主要重视桥梁本身的结构受力特性分析，以保证桥梁整体安全，而铺装层一般只作为均布恒载作用在桥面板上，并不对铺装层进行专门的力学分析。在我国现行桥梁及路面设计规范中，对于桥面铺装结构厚度、结构组合设计、防水及排水设施以及施工工艺，只是给予了指导性说明，桥面铺装一般不作受力计算，只是作为构造层来考虑，设计者一般凭经验设计，这给桥面铺装的早期损坏埋下了隐患。在我国到目前为止，国内对桥面铺装的设计和施工等全过程的系统研究较少，在桥面铺装的设计上存在着很大的局限性。目前对这些问题的研究滞后严重影响着桥面铺装的设计和施工，给设计、施工和运营维护工作带来了极大的不便。目前国家一些研究机构已开始进行桥面铺装的研究，但是这写研究大多侧重材料的研究，着重于材料性质的改善，没有从结构受力的角度来进行分析；对于桥面铺装损坏原因及防治措施的研究深度不足，绝大部分只是从定性分析角度，探讨了设计中桥面铺装厚度、布筋存在问题及施工中一些质量通病引起的桥面病害，未能对裂缝产生的影响因素进行深入分析。而且，所取得的研究成果带有很强的经验性和区域性，造成研究成果适用性不广，不能大范围推广，具有较大的局限性。实际上，桥面铺装的病害除了使用条件、设计水平等因素外，还与桥梁结构形式密切相关。而在预应力钢筋混凝土梁桥不同的铺装层设计方案对结构开裂的影响方面的研究从查阅的文献中未见论述，这也是桥梁设计与施工中急需解决的问题之一。本课题重点研究了混凝土铺装层厚度对桥梁结构的影响，结合河南省焦作市孔村沙河大桥运用有限元技术从力学性能方面对2种不同层厚的铺装层结构设计方案对结构的影响进行了深入分析研究。按照桥梁结构设计和验算方法，对2种不同层厚的铺装层结构方案预应力箱型梁桥结构的使用阶段混凝土应力及位移进行了分析；研究了箱形预应力梁桥铺装层厚度对结构的影响，并提出了相应的规律结论与有益的建议，揭示了影响铺装层产生裂缝的结构力学原因，为后续铺装层厚的优化设计等工作打下了基础。
作者：	彭涛
专业：	建筑与土木工程
导师：	亓路宽;范永丰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京工业大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文