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大跨径斜拉桥钢桥面铺装动力响应分析
| 论文题名： | 大跨径斜拉桥钢桥面铺装动力响应分析 |
| 关键词： | 钢桥面铺装;有限单元法;行车动荷载;动力响应 |
| 摘要： | 在车辆动荷载的反复作用下大跨径斜拉桥桥面铺装层产生了各种破坏，尤其以裂缝类病害为主，以往的桥面铺装的静力学计算结果不能准确地解释铺装层的破坏原因，本文从动力学的角度对铺装层体系进行了受力分析，以期能更好地解释铺装层开裂破坏的特性。 本文首先利用有限元软件建立了大跨径斜拉桥常见的正交异性板钢桥面铺装体系模型，通过模态分析，得到局部模型各阶振型的频率和振动特点，分析了铺装层的模量和厚度对局部模型固有频率的影响。 其次采用动力有限元计算方法分析了移动恒载作用下的铺装层动力响应变化规律。计算中将车辆荷载简化为垂直均布荷载，考虑冲击系数，分析结果表明跨中位置为最不利受力位置，在最不利位置处，竖向位移和最大横向拉应力都将达到峰值；车速、铺装结构阻尼的变化对铺装层表面的竖向位移和最大横向拉应力的影响不大；随着车速、阻尼比的增加，竖向位移和最大横向拉应力都有减小的趋势。 最后利用功率谱密度函数模拟铺装层表面的不平整特性，根据车辆振动方程模拟随机动荷载，分析了人跨径斜拉桥钢桥面铺装层在随机动荷载作用下的响应变化规律。计算结果表明考虑不平整度情况下铺装层的竖向位移和最大横向拉应力的峰值分别是只考虑冲击系数时的1.35倍和1.34倍。考虑桥面铺装层表面不平整特性因素导致的铺装层动力响应幅值增加较大，此结论对桥面施工及维护提出了更高的要求，研究同时表明在桥面铺装层的动力分析中车轮荷载只考虑冲击系数的作用是偏低的。 本文研究成果可为复合梁疲劳试验的应力应变等效方法提供动力学指标，为研究铺装层材料以及铺装层结构提供理论参考。 |
| 作者： | 刘云 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 钱振东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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