车辆荷载作用下沥青混凝土桥面铺装层力学特性研究

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1、分类号:U443.3310710-2011112002硕士学位论文车辆荷载作用下沥青混凝土桥面铺装层力学特性研究杜翔导师姓名职称王虎教授申请学位级别工学硕士学科专业名称工程力学论文提交日期2014年5月28日论文答辩日期2014年6月14日学位授予单位长安大学TheResearchofMechanicalCharacteristicsofAsphaltConcreteBridgeDeckPavementUnderVehicleLoadADissertationSubmittedfortheDegreeofMa

2、sterCandidate：DuXiangSupervisor：Prof.WangHuChang’anUniversity,Xi’an,China摘要伴随着经济的快速发展，我国的桥梁事业取得了突飞猛进的发展。桥面铺装作为桥梁的重要组成部分，既是桥梁的受力层又是保护层，但在以往的桥梁建设和设计过程中，往往只是把桥面铺装列为附属结构，不做专门的计算力学分析，主要考虑路面设计和施工技术的要求。多年来，桥面铺装破坏的不断出现开始引起了道路桥梁界专家与学者的重视与关注。基于此，本文通过建立三维桥面铺装结构体系有限元模型

3、，利用ANSYS结构计算软件计算分析了铺装结构在荷载作用下铺装层的受力特性，期望能对桥面铺装结构设计计算理论进行一些有益的探索。全文主要计算内容分为了三个部分，第一部分是铺装结构在静力荷载作用下的受力特性分析，得出铺装层的竖向变形和主应力的最大值是出现在桥面铺装层顶面，铺装层的剪应力的最大值则是出现在上下铺装层间附近的位置，并且在此基础上还考虑了超载和水平力对铺装层受力特性的影响；第二部分主要是计算分析设有防水层的铺装结构在静力荷载作用下铺装层的受力特性，并与没有设防水层的铺装结构进行对比分析，得出有防水层的

4、桥面铺装在竖向变形上要比没有设防水层的时候大一点，但设有防水层的桥面铺装的剪应力最大值在铺装上层和铺装下层的顶面位置要比没有设防水层的小，其中对铺装上层顶面剪应力的减小程度最大，随后还考虑了防水层弹性模量和防水层厚度对铺装层受力特性的影响；第三部分是桥面铺装在移动车荷载作用下的受力特性分析，得出桥面铺装在移动荷载作用时的应力和变形相比静力荷载作用时要小，且铺装层的剪应力的最大值出现在铺装下层的底面，最后考虑分析了车速、水平力和超载在动力计算时对桥面铺装受力特性的影响。关键词：桥面铺装；有限元；防水层；移动荷载

5、IAbstractWiththerapiddevelopmentofeconomy,thedevelopmentofbridgeindustryinourcountryhasmadegreatprogress.Asanimportantpartofthebridge,thedeckpavementisadispersionlayerandprotectivelayerforthebridge.Butintheprocessoftheconstructionanddesign,onlytakeitasasubs

6、idiarystructureofthebridge,hasnoprofessionalcalculationandanalysis,onlyrefertothepavementdesignandtherequirementsofconstructiontechnical.Inrecentyears,emergingbridgedeckdamagebegantoattractattention.Basedonthis,thisarticlethroughtheestablishmentofthree-dime

7、nsionalfiniteelementmodelofbridgedeckpavementstructure,calculatingsoftwareanalysisofthestresscharacteristicsofpavementstructureunderloadsthepavinglayerusingANSYS,hopingtomakesomeusefulexplorationsondeckpavementstructuredesigntheory.Themaincalculationcontent

8、isdividedintothreeparts.Thefirstpartisthestressanalysisofpavementstructureunderthestaticloads,theverticaldeformationofpavementandthemaximumprincipalstressappearonthetopofthedeckpavement,themaximumshear