装配式预应力混凝土空心板桥铺装层力学性能分析

摘要

空心板桥是目前桥梁建设中使用率较高的桥型之一，而桥面铺装层对于桥梁结构自身，起到了保护桥面板、改善桥梁上部结构耐久性并提高使用年限的作用。桥面铺装处于桥梁与道路两个专业的交叉领域。长期以来，其重要性没有得到应有的重视，相较于桥梁结构和道路工程方向近些年的高速发展，桥梁铺装层的研究却相对滞后。加之空心板桥结构具有一定特殊性，其铺装层在实际运营过程中损坏较为严重。因此，为了改善空心板桥铺装层的受力性能，延长空心板桥的使用寿命，对其铺装层进行研究显得十分必要。
　　空心板桥铺装层的受力状况十分复杂，其力学特性不但受到自身材料的限制，还受到外界环境温度、荷载条件的影响，所以对空心板桥铺装层的力学分析必须考虑各种因素的综合作用。本文利用有限元分析软件ANSYS建立了空心板桥的三维实体单元模型，通过在不同位置布置车辆荷载，确定其横桥向和顺桥向的荷载最不利位置。并在此基础上，系统的研究了可能对铺装层受力性能造成影响的一系列因素，分别讨论了沥青面层及混凝土铺装层的厚度和弹性模量、铰缝混凝土模量、梁体混凝土模量、梁体均匀升温降温和正、反温度梯度作用下的铺装层受力情况，并系统探讨了每一种影响因素对空心板桥铺装层的受力规律可能产生的影响。
　　本文的分析结果对于空心板桥及其桥面铺装层的设计有一定的参考价值，也对进一步研究空心板桥桥面铺装问题具有指导意义。

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第一章 绪论

1.1 问题的提出

1.2桥面铺装特性

1.3 国外桥面铺装研究现状

1.4 国内桥面铺装研究现状

1.5 本文研究内容及方法

第二章 预应力混凝土空心板桥铺装层应力分析

2.1 工程实例概况

2.2预应力混凝土空心板桥单跨受力性能有限元分析

2.3 仿真分析的相关假定

2.4 计算参数说明

2.5 确定最不利荷载位置

2.6 本章小结

第三章 桥面铺装参数对铺装层应力的影响

3.1 铺装层厚度的影响

3.2 铺装材料弹性模量对铺装层应力的影响

3.3 本章小结

第四章 空心板桥面铺装温度耦合应力分析

4.1热分析的有限元理论与参数确定

4.2 均匀升降温与结构的耦合作用

4.3 温度梯度与结构耦合应力分析

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 需要进一步研究的问题

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢