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采用不同防水粘结层的水泥混凝土桥桥面铺装受力分析

作　者: 高健
导　师: 童申家
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 桥面铺装有限元应力分析最不利荷位厚度坡度拉应力剪应力
分类号: U443.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 76次
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内容摘要

桥面铺装作为桥梁结构的组成部分之一,直接承受车辆荷载的作用,它应具有平整、抗滑、耐磨等一般路面的功能,还要与桥梁结构本身协调,共同受力。近年来,桥面铺装的破坏越来越严重。其中,水损害是主要的原因之一,因此许多桥梁都设置了防水粘结层,防水粘结层的性能对抑制水损害起到关键作用。本文总结了国内和国外对水泥混凝土桥梁桥面铺装的研究成果,广泛调查了桥面铺装的病害并对病害成因进行了分析。利用通用有限元软件对两种相同跨径组合、不同截面形式(箱型和T型)的水泥混凝土连续梁桥的采用不同防水粘结层的桥面铺装进行了三维有限元分析。通过静力分析找到了两种桥型铺装层体系各种应力荷载的最不利位置,并研究了荷载在最不利加载位置处,防水粘结层厚度、荷载大小、纵坡坡度对铺装层应力分布的影响规律,提出了两种桥型适用的防水粘结层;通过动力分析,研究了行车速度对防水粘结层应力的影响规律。对水泥混凝土桥沥青桥面铺装的设计方法进行了探讨,提出了相应的控制指标,给出了施工中应该注意的问题,并对今后桥面铺装的进一步研究提出了一些建议。本文分析表明,铺装材料的选择要结合具体的桥型、具体的铺装结构来分析,提出每层的合理厚度,设计的控制指标。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
1 绪论  9-16
  1.1 问题的提出  9-10
  1.2 研究背景  10-15
  1.3 本文主要研究的内容  15-16
2 桥面铺装的常见病害及原因分析  16-20
  2.1 常见病害及危害  16-17
  2.2 病害成因分析  17-19
    2.2.1 结构自身材料力学性能的原因  17-18
    2.2.2 设计方面的原因  18
    2.2.3 施工方面的原因  18-19
    2.2.4 交通荷载的影响  19
    2.2.5 水损害  19
  本章小结  19-20
3 箱型截面连续梁桥桥面铺装受力分析  20-40
  3.1 分析模型和基本参数  20-21
    3.1.1 基本假定  20
    3.1.2 有限元模型的建立  20-21
  3.2 最不利荷载位置的确定  21-24
    3.2.1 荷载形式的确定  21-22
    3.2.2 荷载的布置  22-23
    3.2.3 分析计算  23-24
  3.3 采用同步碎石做防水粘结层  24-32
    3.3.1 铺装层各层间应力在不同防水粘结层厚度下的计算  25-27
    3.3.2 不同荷载作用下桥面铺装各铺装层应力计算  27-30
    3.3.3 路面纵坡坡度对铺装层各层应力的影响  30-32
  3.4 采用凿毛和露石面层作桥面板与沥青铺装层的粘结处理  32-36
    3.4.1 不同荷载作用下桥面铺装各层层间应力计算  32-35
    3.4.2 路面纵坡坡度对铺装层各层应力的影响  35-36
  3.5 采用油毛毡做防水粘结层  36-38
    3.5.1 不同荷载作用下桥面铺装各层层间应力计算  36-37
    3.5.2 不同纵坡坡度下桥面铺装各层层间应力计算  37-38
  本章小结  38-40
4 T 型截面连续梁桥桥面铺装受力分析  40-53
  4.1 分析模型和基本参数  40-41
  4.2 最不利荷载位置的确定  41-42
  4.3 同步碎石防水粘结层桥面铺装层受力分  42-46
    4.3.1 同步碎石防水粘结层厚度变化对铺装层受力的影响  42-43
    4.3.2 不同荷载作用下桥面铺装各层层间应力计算  43-45
    4.3.3 路面纵坡坡度对铺装层各层应力的影响  45-46
  4.4 采用凿毛和露石面层作桥面板与沥青铺装层的粘结处理  46-49
    4.4.1 不同荷载作用下桥面铺装各层层间应力计算  46-47
    4.4.2 路面纵坡坡度对铺装层各层应力的影响  47-49
  4.5 采用油毛毡作防水粘结层的桥面铺装  49-51
    4.5.1 不同荷载作用下桥面铺装各层层间应力计算  49-50
    4.5.2 不同纵坡坡度下桥面铺装各层层间应力计算  50-51
  本章小结  51-53
5 行车速度对桥面铺装受力的影响  53-57
  5.1 有限元模型的建立  53-54
    5.1.1 荷载形式的确定  53-54
    5.1.2 基本假定  54
  5.2 铺装层动力响应分析  54-56
  本章小结  56-57
6 水泥混凝土桥沥青桥面铺装设计方法  57-63
  6.1 设计的主要步骤  57-61
    6.1.1 初步设计  57-58
    6.1.2 铺装层结构的最终确定  58-61
  6.2 沥青铺装层的施工  61-62
  本章小结  62-63
7 结论与展望  63-65
  7.1 结论  63-64
  7.2 展望  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-69
附录  69

采用不同防水粘结层的水泥混凝土桥桥面铺装受力分析

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