大跨径桥梁钢桥面铺装的设计方法

论文摘要

随着我们建设事业的蓬勃发展,正交异性板钢箱梁的应用成为大跨径钢桥的主流,桥面铺装技术在桥梁建设中已经成为最重要的技术之一,但是在桥面铺装设计上却还没有统一的标准。针对我国钢箱梁桥面铺装设计的现状,本文通过有限元的方法分析桥面铺装体系的受力状况,从桥面铺装体系的结构设计和材料设计两方面探讨影响桥面铺装体系受力状况的决定性因素,并结合材料试验提出了桥面铺装体系的设计指标、常用设计流程以及各项参数指标的建议设计范围。首先,利用有限元软件对桥面铺装体系进行数值模拟,对钢箱梁的桥面铺装体系进行力学响分析,并确定了各自的临界荷位,找出最不利荷载的位置;通过对钢箱梁的结构参数、荷载形式等对铺装体系受力状况的影响,确定铺装层表面最大横向拉应力是铺装体系破坏的控制指标,最大纵向拉应力是次要控制指标;其次,通过计算确立桥梁结构对桥面铺装层受力的影响,给出推荐的桥梁结构参数设计范围;然后从桥面铺装体系的结构设计方面着手,综合考虑气候、交通量以及常见桥面铺装破坏类型,提出结构方面的设计指标;最后,通过对桥面铺装体系横向荷载的计算,确定了防水粘结层的材料参数对桥面铺装体系的影响趋势,并以此为依据给出防水粘结层的材料选取方案,通过试验进行验证;从铺装体系材料设计方面着手,提出防水粘结材料的设计指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.2.1 桥面铺装的材料分类
• 1.2.2 桥面铺装的理论研究
• 1.2.3 桥面铺装的结构形式
• 1.3 选题的目的和意义
• 1.4 研究的内容、方法和技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究方法和技术路线
• 第二章 桥面铺装层的破坏原因分析和解决措施
• 2.1 桥面铺装层的破坏类型和原因
• 2.1.1 开裂
• 2.1.2 变形
• 2.1.3 修补与坑槽
• 2.1.4 表面损坏
• 2.2 桥面铺装层损坏的解决途径
• 2.2.1 铺装层结构与材料设计
• 2.2.2 铺装层施工
• 2.2.3 排水设计
• 2.3 本章小结
• 第三章 桥面铺装体系的局部静力分析
• 3.1 力学模型的建立
• 3.1.1 桥面铺装体系有限元分析的基本原理
• 3.1.2 钢箱梁铺装体系有限元分析的基本参数
• 3.1.3 荷载的简化和荷载施加位置
• 3.2 钢箱梁桥面铺装体系的受力分析
• 3.2.1 横向最危险荷载位置
• 3.2.2 纵向最危险荷载位置
• 3.2.3 最大竖向位移
• 3.3 本章小结
• 第四章 铺装体系的粘结层
• 4.1 引言
• 4.1.1 防水粘结层的功能
• 4.1.2 防水粘结层的材料要求
• 4.1.3 防水粘结层的种类
• 4.2 粘结层的力学分析
• 4.2.1 粘结层的技术要求
• 4.2.2 粘结层的计算模型
• 4.2.3 防水粘结层最不利荷载的分析
• 4.2.4 水平荷载作用下的受力状况
• 4.2.5 不同材料对铺装层受力的影响
• 4.3 粘结层试验
• 4.3.1 粘结层的剪切试验
• 4.3.2 粘结层的拉拔试验
• 4.4 粘结层的设计指标
• 4.5 本章小结
• 第五章 桥面铺装层受力的影响因素与优化设计
• 5.1 面板厚度的影响
• 5.2 铺装层厚度的影响
• 5.3 梯形加劲肋参数的影响
• 5.3.1 加劲肋上口宽度对铺装层受力的影响
• 5.3.2 加劲肋高度对铺装层受力的影响
• 5.3.3 加劲肋厚度对铺装层受力的影响
• 5.4 桥面铺装设计
• 5.4.1 桥面铺装设计的内容
• 5.4.2 桥面铺装的设计指标
• 5.4.3 桥面铺装的设计流程
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文的主要结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢