全无缝桥梁接线路面应力分析与厚度设计研究

摘要

无缝桥梁接线路面采用连续配筋混凝土路面或连续配筋混凝土与沥青混凝土复合式路面结构形式，利用连续配筋混凝土路面容许带缝工作的特性，进一步取消了路桥伸缩缝。接线路面通过路面板中横向裂缝的张开来吸纳梁体的温降变形，在设计时需控制路面产生的裂缝宽度及间距，使其在设计规范容许范围内。此方案将主桥、搭板和路面联接成整体，实现了无缝桥梁的“全无缝化”。
　　 接线路面受力情况复杂，除了受到行车、温度等荷载作用外，还会受到无缝桥梁温缩变形产生的影响。本文以接线路面为研究对象，针对其结构特点结合现有研究成果，运用有限元法对接线路面的受力情况进行了研究，主要做了如下研究工作:
　　 (1)介绍了目前国内外CRC及CRC+AC复合式路面的发展和研究概况，对已有的关于全无缝桥梁结构体系的研究成果进行了总结;
　　 (2)建立了带地梁的无缝桥梁接线路面的三维有限元模型，对接线路面结构在温降效应的受力性能进行了分析，确定了主梁温度变形是CRC层钢筋应力最主要影响因素。研究了厚度、模量和配筋率等因素变化下，接线路面CRC层钢筋应力及板底应力的变化规律;
　　 (3)确定了在主梁温度变形、车辆荷载和温度荷载综合作用下，车辆荷载骑缝对称布置于第一条预锯缝处为接线路面的最不利荷位。研究路面结构参数如AC层的厚度及模量、CRC层模量与厚度及纵向配筋率变化时，对接线路面CRC层钢筋应力及板底应力的影响规律;
　　 (4)对接线路面承载性能进行了分析，研究了在车辆荷载及温度荷载作用下，接线路面板底应力对于路面结构参数的敏感性，提出了接线路面结构CRC层厚度设计方法。该设计方法结合了连续配筋混凝土的设计方法，也考虑了接线路面自身的受力特点。研究成果为接线路面的合理设计提供了理论依据。

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摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外发展和研究概况

1．2．1 国内外CRCP发展和研究概况

1．2．2 国内外CRC+AC复合式路面发展和研究概况

1．2．3 无缝桥梁接线路面研究概况

1．3 研究内容

第2章 接线路面温降效应有限元分析

2．1 受力机理分析

2．2 主梁及搭板温度变形量分析

2．3 接线路面模型

2．3．1 模型尺寸与参数

2．3．2 CRC板模型

2．3．3 层间接触分析

2．3．4 其他结构层模型的建立

2．4 接线路面温度场分析

2．5 有限元计算与分析

2．5．1 钢筋应力计算与分析

2．5．2 板底应力计算与分析

2．5 本章小结

第3章 接线路面综合应力有限元分析

3．1 受力影响机理分析

3．2 车辆荷载的简化

3．3 接线路面计算与分析

3．3．1 接线路面最不利荷位

3．3．2 应力云图分析

3．3．3 钢筋应力计算与分析

3．3．4 板底应力计算与分析

3．4 本章小结

第4章 接线路面承载性能及厚度设计研究

4．1 计算模型及假设

4．2 荷位选择

4．3 接线路面CRC板底应力分析

4．3．1 板底纵向应力计算分析

4．3．2 板底横向应力计算分析

4．4 接线路面CRC层厚度设计

4．4．1 设计指标及极限标准

4．4．2 CRC板厚度设计流程

4．4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢