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钢箱梁桥面铺装若干力学问题研究
| 论文题名： | 钢箱梁桥面铺装若干力学问题研究 |
| 关键词： | 钢箱梁桥;桥面铺装;有限元分析;疲劳损伤;蠕变;等幅循环荷载;改性沥青 |
| 摘要： | 大跨径钢桥在公路交通中起着越来越重要的枢纽作用。桥面铺装的优劣直接影响着行车的舒适性和桥梁的安全使用性。目前，桥面铺装技术己成为建设大跨径桥梁的关键性技术之一。桥面铺装不同于普通的高等级路面，由于其结构的特殊性(正交异性桥面体系及轻薄的沥青面层等)，亦受外界气候和温度的影响，因而很容易产生各种病害。究其机理可归结为铺装体系的受力特性和由此引起的损伤积累。基于此思想，本文采用理论分析、数值模拟等方法对钢箱梁桥面铺装体系的若干力学问题进行了研究。 首先，详细介绍和分析了用于桥面铺装的改性沥青SMA的结构组成、强度组成机理、力学特性及工程应用的特点。 其次，以目前广泛采用的闭口梯形加劲肋正交异性钢桥面铺装体系为对象，采用数值模拟的方法，分析了桥面铺装体系在静载作用下的受力特性。研究了钢桥面板下梯形加劲肋三参数变化对铺装层表面变形的敏感性，并进一步从铺装材料模量变化和不同的荷位分布两方面分析了铺装层表面的横向拉应力分布规律。 第三，针对钢桥面铺装表面开裂发生的特点和静荷载下板、肋受力特性，将钢桥面铺装复合结构简化为一定条件下的复合梁结构，分析了沥青混合料铺装层的损伤累积情况。推导了疲劳损伤的控制方程，初步探讨了铺装层疲劳寿命的预测方法。 最后，考虑沥青铺装材料的非线性特性一粘弹塑性，在施加不同荷载水平的等幅循环荷载条件下，针对弹塑性模型，数值分析了铺装层的塑性变形和累积情况；针对蠕变模型，分析并预测了铺装层变形积累随时间变化的关系；针对运载情况，对比分析了铺装层受常载和超载时的塑性累积情况。 本文的分析结果可以用于桥梁和桥面铺装层的设计，也可以为进一步分析桥面铺装问题提供理论参考。 |
| 作者： | 魏奇芬 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 张晓春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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