大跨徑懸索橋與斜拉橋鋼橋面鋪裝在豎向荷載靜力作用下力學(xué)特性研究.pdf

1、縱觀國(guó)內(nèi)外鋼橋面鋪裝研究成果，不難發(fā)現(xiàn)人們往往注重橋面鋪裝局部破壞的研究，一般采用正交異性板局部模型分析其力學(xué)特性。而通過(guò)正交異性板模擬出的鋪裝層破壞規(guī)律，無(wú)法反應(yīng)出大跨徑纜索支承橋橋型對(duì)鋪裝層的受力影響。大跨徑鋼橋橋面鋪裝的病害不僅直接受橋面系結(jié)構(gòu)的影響，與橋梁結(jié)構(gòu)也緊密相關(guān)，目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)相關(guān)文獻(xiàn)能很好的說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，整橋結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能對(duì)橋面鋪裝的受力影響的研究尚屬空白階段。本文結(jié)合潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋南汊懸索橋與北汊斜拉橋的橋梁結(jié)構(gòu)，

2、應(yīng)用有限元數(shù)值模擬計(jì)算技術(shù)，對(duì)其整橋進(jìn)行力學(xué)計(jì)算，進(jìn)而分析鋪裝層的受力特點(diǎn)，研究了豎向荷載靜力作用下整橋力學(xué)性能對(duì)橋面鋪裝拉應(yīng)力的影響。 論文采用整體-局部的層次分析法，研究大跨徑懸索橋和斜拉橋橋梁整體變形對(duì)橋面鋪裝層受力的影響。首先分析了纜索支承橋中兩種典型的橋型：懸索橋和斜拉橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并總結(jié)了這兩種橋型在豎向靜荷載作用下主梁的力學(xué)特點(diǎn)；接著探討了以往橋面鋪裝力學(xué)模型的不足，提出了一種整體-局部模型的分析方法，詳細(xì)闡述從簡(jiǎn)

3、單的整橋模型一步步細(xì)化到橋面鋪裝有限元模型的方法，從而在橋面鋪裝力學(xué)分析時(shí)，可以充分反映出整橋結(jié)構(gòu)力學(xué)特點(diǎn)對(duì)橋面鋪裝的影響，并通過(guò)實(shí)橋的計(jì)算，驗(yàn)證了該方法的可靠性。 論文以潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋?yàn)楣こ瘫尘?，研究了懸索橋與斜拉橋橋面鋪裝在豎向荷載靜力作用下的力學(xué)特點(diǎn)，研究表明：懸索橋鋼橋面鋪裝在豎向荷載靜力作用下，受主梁變形影響，活載撓度增大，其縱向拉應(yīng)力和橫向拉應(yīng)力均有所增加；對(duì)于斜拉橋，跨中斜拉索水平分力對(duì)主梁產(chǎn)生的軸向拉力，增加了

4、橋面鋪裝的縱向拉應(yīng)力，非跨中部分斜拉索水平分力對(duì)主梁產(chǎn)生的軸向壓力，削減了該處橋面鋪裝的縱向拉應(yīng)力，而這種斜拉索的水平分力對(duì)橋面鋪裝的橫向拉應(yīng)力并無(wú)有規(guī)律的影響。在豎向靜荷載作用下，懸索橋和斜拉橋橋面鋪裝橫向拉應(yīng)力均明顯大于縱向拉應(yīng)力，因此其破壞現(xiàn)象仍是以縱向開裂為主。對(duì)細(xì)部模型的有限元分析分析結(jié)果進(jìn)行比較，還可以發(fā)現(xiàn)豎向靜荷載作用下南汊懸索橋橋面鋪裝最大縱向拉應(yīng)力明顯小于北汊斜拉橋橋面鋪裝最大縱向拉應(yīng)力，因此預(yù)測(cè)潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋北汊斜

5、拉橋橋面鋪裝的橫向開裂較南汊懸索橋面鋪裝的橫向開裂出現(xiàn)得早。 分析研究結(jié)果，論文得出以下結(jié)論：大跨徑懸索橋和斜拉橋在豎向荷載靜力作用下的整橋變形對(duì)橋面鋪裝的力學(xué)控制指標(biāo)——拉應(yīng)力有著明顯影響，因此研究此類橋梁橋面鋪裝時(shí)，必須從整橋力學(xué)環(huán)境去考慮。在豎向荷載靜力作用下，懸索橋橋面鋪裝的不利截面在主梁彎矩最大處，斜拉橋橋面鋪裝的不利截面出現(xiàn)在跨中，建議進(jìn)行橋面鋪裝力學(xué)指標(biāo)研究時(shí)，針對(duì)不同橋型，選擇不同控制截面建立計(jì)算模型，其結(jié)果將比