开启速度对立转式开启桥桥面铺装剪应力的影响分析.doc

开启速度对立转式开启桥桥面铺装剪应力的影响分析


1.5万字 42页 原创作品，已通过查重系统

摘 要
钢桥面铺装是大跨径钢桥建设中的一个技术难点，使用条件和使用要求都远高于道路路面，在车辆动荷载的反复作用下桥面的铺装层产生各种破坏。本文以天津响螺湾开启桥为工程背景，从力学的角度对沥青混凝土铺装层体系进行了受力分析，采用最大剪应力为力学控制指标。天津响螺湾开启桥属于立转式开启桥，它的关键技术难点还是在于铺装层与钢箱梁之间的粘结作用是否满足结构要求，它的使用要求都远远高于平常的悬索桥等桥面。
本文是以天津响螺湾立转式开启桥为具体案例，根据立转式开启桥的结构和运营特点，采用大型三维有限元分析软件ADINA建立了包含了铺装层的二分之一整桥仿真模型，然后分析了整个动态开启过程，研究不同的开启速度下铺装层剪应力的力学响应。针对天津响螺湾立转开启式桥梁的结构特点，建立了含铺装层的二分之一整桥仿真模型，分析了整个动态开启过程；还分析了车载作用下不含纵隔板和含纵隔板的铺装层力学响应。开启角度最大时，铺装层最大剪应力达到最大值，比刚开启时增加了50%。为了探讨立转开启式桥梁桥面铺装早期病害的产生机理，从力学分析的角度出发，以天津海响螺湾开启桥为工程背景，采用有限单元方法，建立了开启桥正交异性钢桥面铺装体系仿真模型。对于桥梁闭合阶段，分析了铺装层在车载作用下的静力响应，并验证了模型的有效性；对于桥梁开启阶段，计算了不同开启角位置时铺装层的动力响应，并分析不同开启速度和铺装结构模量对铺装层动力响应的影响。
研究结果表明：铺装层的剪切应力随着开启角度的增大而增加，开启角度和速度的变化会引起剪切应力的非均匀分布；开启角度最大时，铺装层最大剪应力达到最大值，比刚开启时增加了50%。由于环境温度的变化，铺装层的模量较难控制，因此提出一个适宜的开启速度以减小铺装层与钢板之间的剪切应力；而在设计开启速度较大时则提出模量的控制指标。


关键词：立转式开启桥；桥面铺装；ADINA ；剪应力力学分析；开启速度