新型桥梁滚轴伸缩装置力学性能试验研究与仿真分析

摘要

近些年来中国经济持续高速发展，不断扩大了对道路桥梁等基础设施建设的需求，桥梁数量呈现出急剧增长的趋势。随着车辆荷载的增大，运输车次的增加，为了提供平稳安全的交通运输环境，桥梁的工作性能需要达到更高的使用要求。 其中，伸缩缝作为现代桥梁普遍采用的技术装置，就是一个对桥梁结构稳定性产生影响的重要组成结构。伸缩装置通常是安装在桥梁中防止其因温度变化、徐变、收缩等原因发生形变的结构，它可以给予桥梁结构变形以一定的空间范围，从而允许桥梁板间即使发生较大的相对位移时，仍不会对桥梁的使用性能产生重大影响。伸缩装置的正确设计和施工可以很有效地减小桥梁的温度应力和冲击荷载，保障车辆运输的安全以及行驶的平稳舒适。不同于目前在桥梁建设中广泛使用的几种伸缩装置，本文主要研究的是一种桥梁滚轴板式伸缩装置，它是一种新型的利用多块滚轴板在弧形支架上的滑移来实现伸缩功能的装置。 本文的具体研究内容如下：首先，对桥梁滚轴板式伸缩装置进行试验研究，其中包括伸缩装置的板间滚轴连接拉力试验、摩擦阻力试验以及整体疲劳试验。重点对试验原理、试验内容以及试验结果进行论述，分析不同工况下伸缩缝的受拉性能、特定位置的摩擦力以及应力应变等力学性能；其次，通过数值模拟软件（ABAQUS）对桥梁滚轴板式伸缩装置进行建模及有限元分析，建立有限元模型，通过有限元模型模拟试验装置相应的力学性能，研究不同工况下伸缩装置受拉性能、特定位置的摩擦力以及应力应变等力学性能；最后，在试验研究与数值模拟基础上，将试验结果与仿真结果进行比较，从而进一步地论证模型的正确性，进而探究桥梁滚轴板式伸缩装置的改进措施。

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