桥面铺装层破坏的受力分析及耐久性研究

论文摘要

考虑到目前大量科研人员将主要精力放在桥梁结构的研究上,而忽略了桥面铺装层的受力和耐久性的分析。然而铺装层的破坏将直接导致桥梁不断增大的经济损失和桥梁的安全问题,本文将主要研究铺装层的受力情况并对其进行耐久性研究。通过调查国内外常用铺装层的类型、结构、使用情况以及研究概况,结合长安大学的调查数据总结我国桥梁铺装层损伤状况,总结影响我国桥梁耐久性的主要原因。并利用数值模拟方法对铺装层受力进行分析。1利用贾鲁河桥和十八里河桥的桥梁模型,通过选用适当的材料参数、荷载类型,进行模型简化。利用数值模拟进行刚性桥面铺装层分析,分别取实心板、空心板、T形梁、箱梁的桥梁形式在铺装层厚度从2cm-14cm变化范围内进行受力分析,并得出通过增大铺装层厚度可降低铺装层的受力。2利用数值模拟进行防水层受力分析,主要通过改变铺装层厚度、刚度、以及防水层本身厚度来讨论防水层所受的应力。得出了合理增大铺装层厚度和刚度可降低防水层的受力。3利用数值模拟进行柔性桥面铺装层分析。主要利用分别改变上下层铺装层的厚度,讨论应力应变的变化。得出了利用铺装层厚度的改变不能降低铺装层的应力应变。并且通过探讨如何利用合理的设计施工以及材料特性提高铺装层的耐久性。在利用材料特性提高铺装层耐久性部分中,利用冻融循环的实验数据证明合理的掺入聚丙烯纤维对铺装层的耐久性影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 桥面铺装层类型及结构
• 1.1.1 铺装层类型
• 1.1.2 铺装层结构
• 1.2 国内外铺装层研究概况
• 1.2.1 国外铺装层研究概况
• 1.2.2 国内铺装层研究概况
• 1.3 国内外铺装层使用状况
• 1.3.1 国外铺装层使用状况
• 1.3.2 国内铺装层使用状况
• 1.4 我国主要使用的铺装方法
• 1.4.1 钢筋混凝土桥面铺装
• 1.4.2 沥青混凝土桥面铺装
• 1.5 本文主要研究内容
• 1.6 小结
• 第二章 桥面铺装层破坏
• 2.1 铺装层损伤状况调查
• 2.2 损伤的主要形式及特征
• 2.2.1 混凝土桥面铺装层损伤主要形式
• 2.2.2 沥青混凝土桥面铺装层损伤主要形式
• 2.3 损伤成因分析
• 2.4 铺装层耐久性
• 2.5 小结
• 第三章 铺装层受力机理
• 3.1 桥面铺装层受力特征
• 3.1.1 铺装层沿纵缝剪切受力
• 3.1.2 桥面铺装层纵桥向弯曲受力
• 3.1.3 局部非均匀受力
• 3.2 各系数对铺装层受力性能的影响
• 3.3 钢筋混凝土桥梁铺装层受力机理
• 3.4 小结
• 第四章 铺装层受力分析
• 4.1 刚性桥面铺装层分析
• 4.1.1 工程概况
• 4.1.2 模型建立
• 4.1.3 水泥混凝土铺装荷载应力分析
• 4.1.4 材料弹性模量对铺装层的影响
• 4.1.5 结果总结
• 4.2 防水层受力机理分析
• 4.2.1 模型选取
• 4.2.2 防水层受力影响因素
• 4.2.3 结果总结
• 4.3 柔性桥面铺装分析
• 4.3.1 模型选取
• 4.3.2 沥青铺装各层厚度变化对铺装层应力的影响
• 4.3.3 结果总结
• 4.4 钢桥桥面铺装层受力机理
• 4.5 小结
• 第五章 桥面铺装层耐久性研究
• 5.1 合理设计提高耐久性
• 5.2 改善施工方法提高耐久性
• 5.3 利用材料特性提高耐久性
• 5.3.1 掺入聚丙烯纤维的混凝土力学影响
• 5.3.2 实验材料和方法
• 5.3.3 实验结果
• 5.4 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果