[硕士]预应力混凝土空心板桥桥面铺装层结构性能分析

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内容简介

　　[硕士]预应力混凝土空心板桥桥面铺装层结构性能分析　　学科专业:结构工程　　授予学位：硕士 　　学位授予单位：郑州大学　　学位年度：2007　　 随着我国交通事业的迅猛发展，交通量和重型车辆逐渐增加，特别是近年来超载严重，桥面铺装出现了一些较为普遍的病害，不仅妨碍了交通安全，影响桥面的美观性，也给维修工作带来了很大困难，造成了直接和间接的巨大经济损失。因此，桥面铺装问题近年来在我国受到了各方面的普遍重视，桥面铺装技术也成为桥梁建设需要解决的一项技术难题。　　 本文针对桥面铺装出现的各种病害进行研究，分析了造成桥面铺装病害的原因，提出了控制桥面铺装病害的一些措施和力学指标。　　 根据简支板梁桥在公路桥梁上具有量大面广的特点，运用有限元程序MIDASICivil，建立了装配式预应力混凝土空心板桥与桥面铺装的三维实体单元计算模型，通过分析桥面铺装在车辆荷载作用下的受力特性，确定了横向及纵向最不利荷载位置，研究了单层和双层钢筋网片对铺装层竖向位移和应力状况等力学性能的影响，计算结果表明:双层钢筋网的铺设，使铺装体系的整体性加强，增加了桥面铺装的刚度，提高了桥面铺装层的抗拉性能，但对于桥面铺装的抗剪能力提高不大。　　 为了研究铺装层厚度对桥面铺装结构的影响，分为单层钢筋混凝土铺装、单层沥青混凝土铺装和双层组合铺装3种情况进行分析。计算结果表明:对于单层铺装，随着铺装层厚度的增加，铺装体系的整体刚度逐渐增强，铺装层的竖向位移和各种应力都不断减小。对于双层铺装，随着钢筋棍凝土铺装层厚度的增加，铺装层的竖向位移、沥青面层和钢筋混凝土铺装层的应力都逐渐减小，但是，随着沥青混凝土铺装面层厚度的增加，铺装层的竖向位移、钢筋混凝土铺装层的应力逐渐减小，而沥青面层的受力状况呈现出多元性。　　 为了探讨铺装层弹性模量对桥面铺装结构的影响，分为单层钢筋混凝土铺装、单层沥青混凝土铺装和双层组合铺装3种情况进行分析。计算结果表明:对于单层铺装，随着铺装层弹性模量的增加，铺装层的竖向位移不断减小，但是单层钢筋混凝土铺装的各种应力变化不大，而单层沥青混凝土铺装的各种应力递减趋势明显。对于双层铺装，随着钢筋混凝土铺装层弹性模量的增加，铺装层的竖向位移不断减小，但沥青面层和钢筋混凝土铺装层的应力都变化不大。随着沥青混凝土铺装面层弹性模量的增加，沥青面层和钢筋混凝土铺装层的剪应力都变化不大，但沥青面层的正应力和第一主应力都增大较多。总结铺装层弹性模量对桥面铺装结构的影响可以认为，铺装层弹性模量变化对铺装层受力性能影响不大。　　 本文的分析结果对于桥梁和桥面铺装层的设计有一定的指导意义，也为进一步开展桥面铺装问题的研究析提供了理论参考。

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