装配式钢箱梁桥面刚柔复合铺装结构力学分析

选择钢箱梁刚柔复合桥面铺装体系为研究对象,建立正交异形板以及铺装层的三维有限元模型,探索车轮荷载作用下刚柔复合铺装层及其与钢桥面板界面上力学响应的分布规律。分析表明,刚柔复合铺装结构整体刚度较好,铺装层受力的局部效应减弱;纵向拉应力为刚柔复合铺装中拉应力的主要控制指标;正交异性板的刚度突变位置易出现最大应力值。研究结果可对钢桥面铺装设计提供理论依据。     

闵浦大桥上层钢桥面铺装力学分析与优化设计

以沥青混合料铺装层的最大拉应力、铺装层与钢桥面板间最大剪应力等为控制指标,对闵浦大桥双层桥面的上层钢桥面裸板及铺装层进行了力学响应分析。计算结果表明:轮载作用下正交异性钢桥面板的力学响应具有显著的局部特征,与荷载作用位置密切相关;上层钢桥面上弦杆宽度范围内局部的变形量接近0.8mm,对铺装层的受力不利,应进行加劲处理;上层钢桥面上弦杆靠近轮迹带的支撑点和T型纵向加劲肋与钢表面板的交汇点为钢桥面铺装受力最不利点,应进行优化设计。最后提出:对上弦杆部分的钢桥面板进行局部加劲处理,供载重骑车行驶的外侧两车道的钢桥面板厚度宜采用16mm。     

钢-混凝土组合梁桥沥青混凝土铺装层力学响应

采用有限元分析方法,在考虑桥梁整体变形与局部车轮荷载共同作用的条件下,对钢-混凝土组合梁桥桥面铺装体系进行了力学分析,并与普通路面结构计算模型进行对比,总结出钢-混凝土组合梁桥桥面铺装受力特点,找出了最不利轮载作用位置,确定了铺装层设计控制指标,为钢-混凝土组合梁桥桥面铺装受力分析提供了理论基础。     

钢箱梁桥面铺装优化设计

本文结合国内外大跨径钢箱梁桥面铺装的常用方案及其使用效果,提出传统铺装方案存在的主要问题。利用三阶段力学分析方法研究活载作用下钢箱梁桥面铺装的应力分布特点,提出钢箱梁桥面铺装的控制应力,分析控制应力随钢桥面板厚度、铺装层厚度等因素的变化规律。结合工程实例武汉市黄浦大街—金桥大道快速通道工程L32联大跨连续钢箱梁,提出了新型的钢箱梁桥面铺装方案:采用轻质高韧混凝土作为刚性下面层的铺装方案。该方案主要特点有:以轻质高韧混凝土代替沥青混凝土为铺装层下面层,在钢桥面板焊接剪力件,设置集防水、粘结、应力吸收功能于一体的高粘高弹改性沥青功能过渡层。利用局部模型对该方案进行受力性能分析,结合室内试验结果,表明本方案理论上可行。     

桥面铺装结构的受力特性分析

对于装配式预应力混凝土空心板桥,由于桥面铺装层是在刚性预制板上浇筑的混凝土,其受力情况比较复杂。采用三维有限元方法,对铺装层在空心板企口缝处的剪应力状况进行了计算分析,并对空心板和铺装层之间的粘结性能进行了探讨。研究结果为桥面铺装结构设计和材料选择提供了技术依据。     

水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装层力学对比分析

为了研究水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装层结构的典型受力特性,利用有限元力学分析法,根据桥面铺装层实际受力状况设定合理的理论分析条件,并对比分析了相同荷载作用下桥面铺装层及半刚性基层路面受力状况,得出了水泥混凝土桥面铺装层的典型受力特性,为其相应层位和材料的力学指标提供了理论依据。     

钢桥面铺装结构设计与施工方案优化

钢桥面铺装结构设计和施工对提高钢桥面的总体质量有着决定性的作用,结合马房大桥的钢桥面铺装展开分析,研究其结构设计和施工优化的方法,为类似工程提供参考.     

钢桥面铺装对移动荷载的动态响应研究

通过建立钢桥面铺装体系力学分析模型,对以一定的速度移动的车辆荷载,钢桥面铺装层的受力影响进行数值模拟。分析了铺装体系在不同车速行驶的车辆移动荷载作用下的横向拉应力、纵向拉应力、表面竖向位移、剪应力和相同车速下铺装层剪应力等受力特性。最后得出的结论可以为进一步分析桥面铺装问题提供理论参考。     

有限元在军山大桥钢桥面铺装大修养护中的研究应用

采用有限元分析法将桥面铺装和桥梁结构作为一个完整体系建立计算模型,模拟现实中的桥面及铺装层在不同条件下的受力状况,计算出模型任意部位的位移和应力应变值,找出铺装体系受力后各主要力学指标的变化规律,为铺装层的材料选择、结构设计提供可靠的依据。     

表层裂缝对钢桥面铺装层的影响分析

为探索表层裂缝对钢桥面铺装层的受力影响,优化钢桥面铺装裂缝病害处理措施,以虎门大桥钢桥面铺装模型为分析案例,利用ABAQUS有限元软件建模分析。研究表明:U型纵向肋边肋顶部铺装层极易出现纵向开裂;钢桥面铺装特性与裂缝病害存在关联性,钢桥面铺装表层裂缝病害的存在将不同程度上加快铺装层破坏;钢桥面铺装层产生裂缝初期需及时灌缝处治,灌缝材料需满足相关要求。     

大跨径钢桥面铺装设计理论与方法研究

结合南京长江第二大桥、舟山桃夭门大桥、润扬长江公路大桥和杭州湾大桥等大型桥梁桥面铺装的研究与设计 ,对大跨径钢桥面铺装设计理论与方法 ,包括铺装材料与结构、钢桥面铺装体系受力特性、疲劳特性、热塑性沥青混合料铺装车辙、设计指标、轴载换算方法、设计方法等关键技术进行系统的分析与研究 ,研究成果已在多座大跨径钢箱梁桥面铺装设计和铺装工程中应用     

钢桥面沥青混合料铺装体系疲劳特性的损伤力学分析

用损伤力学原理及方法,从力学近似法角度分析了单纯的沥青混合料铺装层矩形截面梁疲劳损伤特性,推导出梁的应变场和疲劳寿命预测公式。按抗弯刚度等效简化原则,将疲劳试验复合梁模型中的实际桥面用钢板简化为沥青混合料铺装层叠加到下面的沥青混合料铺装层上,共同组成准单纯的沥青混合料铺装层矩形截面梁,应用该原理及方法推导出梁底缘的应变场,以南京长江第二大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装体系复合梁疲劳试验为例,进一步推导出复合梁的疲劳寿命预测公式。通过实例分析,表明损伤力学原理及方法可用于分析钢桥面沥青混合料铺装体系疲劳特性,其疲劳寿命预测结果是较为精确的,它的实际应用还需给出相应的修正,此外指出了环氧沥青混凝土铺装具有很好的抗疲劳性能。     

钢桥面铺装防水粘结材料性能评价方法与力学作用分析

总结了防水粘结材料在钢桥面铺装中的作用,阐述了钢桥面铺装防水粘结材料常用的试验方法,介绍了钢桥面铺装防水材料的力学作用,为钢桥面铺装结构和材料的设计与施工提供了技术指导。     

空间组合桁梁桥受力特点及剪力滞分析

桁架组合梁桥包括复合桁梁桥和组合桁梁桥。组合桁梁桥是指将一般钢桁梁的上、下弦和混凝土桥面板结合在一起共同受力的结构。通过对奉干公路浦南运河空间组合桁梁桥的有限元计算,分析了空间组合桁梁桥的传力特点,通过桥面板应力分布得到有效宽度,揭示了腹杆轴力与桥面板剪力滞现象之间的关系,为组合桁梁桥的设计提供参考。     

环氧沥青混凝土在工程实践中的应用

通过对环氧沥青混凝土各方面力学性能的试验研究发现,环氧沥青混凝土具有优良的力学性能而且在低温条件下仍具有很好的变形能力,其强度是普通沥青混凝土或其他桥面铺装用的沥青混合料(SMA、浇注式沥青混凝土)的7~8倍,其温度变形系数接近钢板。因此,环氧沥青混凝土作为钢桥面铺装材料较之其他种类材料具有很大的优越性。     

大跨径桥梁钢桥面铺装设计

由于大跨径钢箱梁桥面铺装的使用条件、施工工艺、质量控制与要求的特殊性,因此对于特定的桥梁的桥面铺装均需作针对性的专题研究,以保证铺装设计和施工成功。总结了作者近10年对大跨径钢桥面铺装设计理论与方法设计的研究成果,包括铺装材料与结构、钢桥面铺装体系受力特性、疲劳特性、设计指标、轴载换算原则与方法、铺装体系整体优化设计方法、工程实施等技术,研究成果已在南京长江第二大桥、南京长江第三大桥、润扬长江公路大桥、苏通长江大桥和杭州湾大桥等10多座大型钢箱梁桥桥面铺装设计和铺装工程中应用。     

大跨径斜拉桥钢桥面防水铺装层修复方案分析与设计

针对主跨为618 m的大跨径斜拉桥——武汉白沙洲长江大桥钢箱梁桥面铺装的破坏情况,分析了铺装层发生病害的原因。采用高温稳定性能优异的新型防水粘结层材料和界面进行粗糙化处理技术对铺装层的破坏部位实施了抗滑移修复方案,应用有限元法分析了轮载作用下的正交异性钢桥面板铺装层剪应力的变化规律,同时对防水粘结层材料的粘结强度、抗剪强度和弯曲变形性能进行了室内试验,并且成功实施了白沙洲大桥钢桥面铺装修复工程试验段。     

高速铁路钢桁梁桥正交异性整体钢桥面板有效宽度的计算原则

对比现有国内外钢桥设计规范中计算钢桥面板有效宽度的计算方法和公式。分析普通铁路钢桁梁桥纵横梁明桥面系和高速铁路钢桁梁桥正交异性整体钢桥面系传力途径和受力特点的不同。得出现有规范中的公式只能计算平面受弯构件,如简支梁和连续梁的有效宽度,不适用于正交异性整体钢桥面系杆件的结论。在上述基础上,提出了计算正交异性整体钢桥面板有效宽度的原则。     

PC梁桥斜交混凝土面板在车辆轮压荷载作用下的受力特性

针对预应力混凝土（PC）梁桥结构斜交桥面出现的经常性裂缝,对一座斜交角为46°的桥梁的桥面应变进行现场实测,通过校验和修正有限元模型研究了典型斜交钢筋混凝土面板在车辆轮压荷载作用下的受力特性。结果表明:行驶车辆引起的桥面应变很小,车辆荷载的单独作用不可能引起混凝土开裂,但是车辆轮压荷载的反复作用可以产生裂缝或使已经存在的裂缝变宽、变长甚至肉眼可见;轮压荷载作用的局部效应对总应变响应的影响很大,特别是对长跨桥梁或车辆在桥梁的跨中位置,桥面作为组合截面的一个组分,其导致的整体效应主要依赖于所研究的位置;车辆荷载引起的总应变效应随着桥面斜交角的增加而略有增加。