正交异性钢桥面铺装的力学分析

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1、第35卷，第6期公路工程V01．35．No．62010年12月HighwayEngineeringDec．，2010正交异性钢桥面铺装的力学分析崔展，孙立军(同济大学交通运输工程学院，上海201804)[摘要]采用有限元方法分析正交异性板桥面铺装体系在车辆荷载作用下的力学响应规律，探求钢桥面铺装破坏的力学机理。比较各种工况的计算结果，确定了每种应力的最不利荷载位置。分析结果表明，钢桥面铺装在轮载作用下的应力最值均位于正交异性板的刚度突变位置，如最大纵向应力位于横隔板上方，最大横向应力及最大剪应力位于加劲肋腹板上方。研究结果可以为正交异性板优化设计及钢桥面铺

2、装设计指标的确定提供理论依据。[关键词]正交异形板；桥面铺装；有限元方法；力学分析；刚度[中图分类号]u443．33[文献标识码]A[文章编号】1674—0610(2010)06—0049—05MechanicalAnalysisofPavementonOrthotropicSteelBridgeDeckCUIChen，SUNLijun(SchoolofTransportationEngineering，Ton~iUniversity，Shanghai201804，China)[Abstract]Themechanicalresponseregularit

3、iesanddamagemechanismsofpavementonorthotro．piesteelbridgedeckunderwheelloadarestudiedbyusingfiniteelementmethod．Theworstloadposi—tionsofstresscanbedeterminedaftercomparingtheresultsunderallloadconditions．Theresearchre·suhsshowthatstressmaximumsarealllocatedabovestiffness—changingp

4、alacesofsteeldeck．E．g．，maximumlongitudinaltensilestressabovethetransversefloorbeams，maximumtransversetensilestressandmaximumshearstressabovethelongitudinalstiffeners．Theresultscanprovideatheoreticalbaseforoptimizationoforthotropicsteeldeckanddeterminationofdesignspecificationsofbr

5、idgesurfacecourse．[Keywords]orthotropicsteeldeck；bridgepavement；finiteelementmethod；mechanicalanalysis；stiffness近些年，正交异性桥面板因其自重小、受力合理层作为分析对象，采用三维有限元方法，对钢桥面铺等优点而被用于绝大多数大跨径桥梁的建设装体系在交通荷载作用下的力学响应进行计算，分中¨’2。钢桥面正交异性板由面层钢板、钢板底部析各项应力所对应的桥面最不利受力位置及响应特的纵向加劲肋及横隔板共同组成，这样的梁板结构点，找出对于正交异性板桥面铺装设计

6、起控制作用自身有着良好的承载能力，但却对其上的桥面铺装的应力指标，分析常见钢桥面铺装破坏产生的机理，层的受力状态很不利。国内外实际经验表明，不少以期对钢桥面铺装的设计理论有所帮助。钢桥面铺装在通车不久即发生破坏，有些甚至反复1正交异性钢桥面铺装的有限元模型铺反复坏，给经济和社会效益的带来巨大的损失。目前正交异性钢桥面铺装的设计在世界上1．1模型参数的确定仍然是悬而未决的难题，设计中尚未能较充分考虑依据国内某待建大跨径钢桥的正交异性桥面板正交异性板支撑对桥面铺装带来的影响。为了给钢及桥面铺装层的设计确定有限元模型的尺寸和材料桥面铺装技术提供可靠的理论依据，有

7、必要详细研参数。模型取局部正交异性板体系为研究对象，以究正交异性钢桥面铺装体系在荷载作用下的响应规纵向为行车方向。模型在横向上取6m宽度的正交律和受力特点。异性板，包括6个加劲肋；纵向上取三跨，共本文选取正交异形钢板及双层沥青混合料铺装11．25m长，包括2道横隔板。桥面钢板厚度取[收稿日期】2010—04—27[作者简介]崔晨(1982一)，男，上海人，硕士，主要从事道路工程的研究。50公路工程35卷16mm。正交异性板中的梯形加劲肋开口宽度为中车轮与铺装的接触形状随着胎压的变化而变化，0，3m，闭口宽度0．17m，肋高0．3m，加劲肋钢板但基本可以近似

8、为矩形。考虑到将双轮荷载简的厚度为8mm，加劲肋的相临腹板间距为0