扁平钢箱梁桥面铺装应变分析

针对现有钢箱粱外腹板附近桥面铺装开裂这一主要破坏形式，采用有限元分析的手段对钢桥面铺装层进行力学分析，计算以典型扁平钢箱梁为基础，研究了沥青铺装层在车轮荷载作用下的横向应变分布的变化规律。确定最不利加载位置。     

考虑桥面铺装作用的正交异性钢桥面板应力幅分析

建立钢箱梁节段有限元模型、顶板与U肋连接细节模型,并在模型中考虑桥面铺装层。将钢箱梁节段模型作为粗糙模型,通过子模型法插值得到顶板与U肋连接细节有限元模型的边界条件。在车轮荷载作用下,讨论铺装层弹性模量、厚度及泊松比3个参数对顶板与U肋连接细节应力幅的影响。结果表明:提高铺装层弹性模量和增加铺装层厚度可显著降低横隔板间该细节的应力幅,但对横隔板处该细节应力幅的降低作用不明显;改变铺装层泊松比对顶板与U肋连接细节应力幅影响很小。在实际工程中,对顶板厚度较小的钢桥面板,可以通过增加铺装层厚度以减小顶板与U肋连接细节的局部应力。建议采用钢纤维混凝土等弹性模量大、温度影响小的材料作为桥面铺装层。     

钢桥面沥青混合料铺装应变动态响应实测研究

掌握钢桥面沥青混合料铺装层在车载作用下的真实力学特性对桥面铺装体系设计有重要意义,而现阶段现场桥面铺装层的力学实测数据仍偏少,尤其缺乏对铺装层不同温度下服役时力学特性的长期监测。为此,该研究对钢桥面双层SMA混合料铺装进行现场实桥加载试验,实测铺装层在低温、中温、高温3种服役温度下的应变响应数据。试验结果表明,钢桥梯形肋正上方铺装层混合料在中低温服役状态下主要承受压应变的作用,而在高温服役时则主要承受拉应变的作用;动载作用过程中铺装层底纵向应变会出现拉压应变交替作用的现象,而横向应变只体现为拉应变或压应变的形式;加载车行驶速度对混合料的应变极值均有明显的影响,加载车低速行驶时混合料层底横向及纵向变形最为显著。同时,研究利用加载试验中铺装层应变响应时程曲线,计算不同加载状态下混合料对应的加载频率数值,计算结果可为钢桥面铺装混合料室内试验中加载频率参数的确定提供参考。     

市政弯坡组合钢箱梁桥面沥青铺装层力学响应研究

建立钢箱梁桥面铺装三维有限元模型,在最不利荷位研究基础上分析铺装层模量及纵横向力对铺装层受力影响。结果表明：跨中为横向分量最不利荷位,横隔板边缘为纵向最大最不利荷位;上层铺装模量升高可降低层顶的拉应变,下层模量过高会增大层底剪应力;纵向制动力和横向离心力分别会增大铺装纵横向响应。     

高性能轻型组合桥面结构铺装实验研究

结合某连续钢箱梁桥基本概况,对桥面铺装前后横肋、纵肋、面板三种构件及不同构件连接部位的受力或变形状况进行了试验检测,结果表明STC桥面铺装可以明显降低U肋与面板连接部位局部应力,但U肋与横隔板连接部位弧形缺口处的改善效果不明显,对U肋与箱梁腹板连接部位的改善效果有限。     

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。     

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。     

公路钢箱梁正交异性板桥面国内外规范荷载作用局部应力计算与比较

针对适于公路钢箱梁正交异性板桥面局部应力计算的车辆轮轴荷载,分析中国、美国、加拿大、日本、英国和欧洲桥梁设计相关规范之间的差异。选择8种规范荷载,根据车轮触地面积,考虑50mm厚铺装层对荷载的扩散效应,确定各规范荷载的加载面积。选择钢箱梁典型结构,计算各荷载作用下桥面局部应力,对吊索中点加载模式,比较该位置顶板顶、底面横向应力和纵肋底面纵向应力;对吊索支点加载模式,比较顶板顶、底面纵向应力。最后,不考虑铺装层扩散效应,进一步计算比较各荷载作用下的上述应力。研究表明,按照我国公路I级荷载计算所得桥面局部应力偏低,加载面积的形状和大小对桥面局部应力影响明显。     

国道107线郑州钢箱梁桥铺装层设计

通过对国道107线郑州钢箱梁桥桥面铺装层的设计、施工和使用效果等方面的探讨,提出了一种适用于中小跨度钢箱梁桥桥面铺装层的铺装构造。     

钢箱梁桥线形参数对组合铺装体系受力的影响

针对郑州市陇海路市政曲线钢箱梁桥组合铺装结构,采用有限元分析方法,建立曲线钢箱梁局部梁段有限元模型,计算分析钢箱梁桥面铺装结构在不同线形条件下的力学特性变化规律,为钢箱梁桥及铺装结构设计提供一定的参考。     

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。     

钢桥面铺装修复施工技术

针对某钢桥面铺装大修设计方案,对其铺装层的修复施工工艺进行了深入研究,跟踪观测了铺装层使用性能,结果表明该桥桥面铺装的修复施工是成功的,为钢箱梁桥面铺装修复施工积累了经验。     

钢箱梁桥面沥青铺装施工技术

钢箱梁桥面铺装层的结构材料必须满足与钢板变形同步性能好,同钢板黏结性强,高温稳定,低温抗裂,耐疲劳,不透水,便于施工,易于维修等基本技术要求。一般桥面铺装结构不能满足钢箱梁桥面铺装层的基本技术要求,容易产生网状裂缝、反射裂缝、车辙、搓板等病害。SMA改性沥青的高温抗变形性能、低温抗裂性能、抗疲劳性能、防水性能、表面功能等,非常符合钢箱梁桥面的铺装技术要求。采用双层改性沥青SMA铺装可以有效地解决钢箱梁桥面铺装的技术难题。     

新型的钢桥面铺装设计

在友谊大道高架桥的钢箱梁工程中,采用大型通用有限元程序ANSYS软件对其进行受力分析,通过调整界面层的弹性模量大小为主要影响因素进行结构受力分析.结果表明:超高性能混凝土(UHPC)作为界面层的新型钢桥面铺装方案可有效阻止大跨径钢箱梁桥面铺装病害的发生.     

鱼腹式钢箱梁正交异性桥面板复合铺装层有限元分析及试验研究

针对某大宽跨比鱼腹式钢箱梁正交异性桥面复合式铺装层的优化设计,进行多荷载工况作用下的有限元仿真分析,并辅以静载模型试验,分析铺装层各部分的应力分布规律。理论分析及试验结果表明,桥顶板表现出明显的正交异性特征,合理密度的剪力钉增加了桥面铺装各部分间的黏结能力及整体受力性能。两组试件疲劳试验结果表明,增设剪力钉辅以钢纤维混凝土过渡层的复合桥面铺装结构,经830万次疲劳加载试验没有出现疲劳破坏迹象,抗疲劳性能明显优于沥青混凝土直接摊铺于钢箱梁顶板表面的桥面铺装,钢纤维混凝土层能延长桥面铺装的使用寿命。     

桥面沥青铺装设计新方法

提出一种不同于传统经验设计法的桥面沥青铺装理论设计方法。利用有限元方法计算分析桥面沥青铺装受力特性,发现“肋间距”与桥面板厚度是影响沥青铺装受力的关键因素,基于此结论,新设计方法采用两跨连续叠层梁作为铺装受力计算的基本模型。基于桥面沥青铺装疲劳开裂以纵桥向裂缝为主的工程实际,以及桥面沥青铺装的有限元计算结果,确定铺装顶面最大横向弯拉应变为控制指标,分别以铺装表面弯拉应变相等以及铺装底面弯拉应变相等的条件,利用弹性层状体系计算程序“BISAR”,计算得到铺装结构的“当量土基模量”,从而将桥面沥青铺装设计与一般沥青路面设计相联系,形成较为系统的桥面沥青铺装力学设计系统。采用桥面沥青铺装力学设计方法的算例表明,钢桥面的“当量土基模量”较大,计算精度较高,水泥混凝土桥面的“当量土基模量”非常小,对计算过程的数据精度有更高的要求。     

装配式钢箱梁桥面柔性铺装结构力学分析

该文选定钢箱梁柔性桥面铺装体系为研究对象,运用局部箱梁段分析法,以铺装层和钢桥面板作为整体,应用ANSYS软件,针对正交异形板、铺装层构建三维有限元模型,探讨了车轮荷载作用下钢桥面板界面、柔性铺装层的变形分布规律、应力状况等。研究发现,在轮载增加的同时,表面最大弯沉、横向拉应力等均随之而增大;铺装层中拉应力值较小,铺装层与钢板间剪应力较大;横向拉应力为柔性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处应力值往往达到最大。研究结果对钢桥面铺装设计和施工具有一定的指导作用。     

SMA沥青混凝土铺装在某市政钢箱梁桥面上的应用研究

SMA沥青混凝土面层在钢桥面铺装结构中的应用十分广泛,本文以某市政钢箱梁桥面铺装施工项目为研究案例,分析了SMA沥青混凝土铺装层的主要性能和施工工艺,拟为后续同类桥面铺装施工项目提供参考。     

钢桥面铺装材料优化设计与工程应用

为了对钢桥面铺装进行优化设计,首先通过有限元力学分析不同厚度、模量的刚度过渡层受力情况,然后对不同铺装材料的模量尽心分析,同时研究材料模量与荷载因素对应力应变的影响。结果表明,随着刚度过渡层模量和厚度的增加,顶面的拉应变显著降低,而且拉应变沿铺装层厚度方向分布的趋于平缓,突变减小;铺装层底面、铺装层顶面拉应变与刚度过渡层厚度基本成线性关系。环氧沥青混凝土在整体温度区域上弯拉模量显著高于SBS改性沥青SMA,TAF环氧沥青混凝土的弯拉模量显著高于Chem Co环氧沥青混凝土;随温度的升高,各种材料的模量逐渐降低;环氧沥青材料的应力随模量增加而降低;环氧沥青铺装结构的横向拉应变和层间剪应力受超载影响显著。海湾大桥环氧沥青钢桥面铺装得到较好的工程验证。     

简支箱梁桥面沥青混凝土铺装力学特性有限元分析

该文利用有限元数值模拟方法对简支箱梁桥沥青混凝土桥面铺装进行分析,计算不同弹性模量及铺装层厚度时铺装层间应力变化规律,认识沥青混凝土桥面铺装层受力基本特性,得出铺装层厚度的合理范围,指导沥青混凝土桥面铺装层的设计和施工。