钢箱梁桥面铺装参数对铺装层应变的敏感性分析

摘要

钢桥面沥青混凝土铺装层的强度稳定性和耐久性已成为国内外工程界关注的重要课题.国内外对钢桥面铺装理论的研究往往多从材料方面入手,着重于材料性质的改善,而很少从结构的角度来进行研究.本文从桥梁结构的工作状态出发,将桥面铺装与箱梁结构看成整体,采用有限条模型,编制了可用于钢桥面结构分析的有限元计算软件.通过该软件分析了沥青面层的力学行为,研究了其在各种不同钢桥面结构参数下的力学机理,阐明了桥面板厚度、铺装层厚度等参数对铺装层应变的影响,提出了如下主要结论:铺装层在车轮作用下纵向应变明显小于横向应变,横向应变起控制作用(桥面破坏主要是纵向开裂);在桥面纵横加劲肋的肋顶处铺装表面容易产生较大的拉应变,因此钢桥面铺装在纵横肋肋顶处容易出现裂缝;汽车荷载作用下,较大的应变总是发生在局部荷载周围很小的范围以内,其横向影响距离约为2～3个U肋的间距;桥面钢板厚度的变化对铺装层最大拉应变的敏感性最强;铺装层厚度对最大拉应变的影响存在一个临界厚度hc,厚度小于hc,最大拉应变随厚度增大而增大,厚度大于hc,则最大拉应变随厚度增加而减小等.以上结论经国内某大跨钢桥实桥测试和室内足尺模型试验证明是可靠的.