水泥混凝土桥面自破冰铺装温度场分析

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1、桥机械&施工技Bridgeand'IknmelMachinery＆ConstrucfionTechnologyR■1M■■■C-M■■■水泥混凝土桥面自破冰铺装温度场分析AnalysisonTemperatureFieldofSelfIce--breakingPavementofCementCon．-creteBridge曹海波，陈团结，陆晶晶，赵明，雷宇CAOHal—bo，CHENTuan—jie，LUJing—jing，ZHAOMing，LEIYu中交第一公路勘察设计研究院路面所，陕西西安710075FHCC-PavementStructureandMate

2、riallnstitute，Xi’an710075，Shaanxi，China【摘要】为了解水泥混凝土桥面自破冰铺装结构层的温度场分布，运用数值分析方法，建立有限元模型，对T形梁和箱形梁这两种典型形式桥梁的桥面自破冰铺装结构进行了温度场分析。结果发现，梁体对铺装层具有明显的保温作用，这为桥面自破冰铺装材料的设计提供了依据【Abstract】Toknowthetemperaturefielddistributionoftheselfice—breakingpavementstructureofcementconcretebridge，finiteelementmo

3、delwasbuiltwithnumericalanalysismethod，andboththeT—typegirderandboxgirderwereselectedseparatelytoanalyzethetemperaturefieldoftheice—breakingpavingstructure．Itispointedthatthegirderstructurehasanobviousinsulationeffect，whichprovidebasisforthedesignoftheselfice—breakingmaterialonthedec

4、k．【关键词】水泥混凝土桥；自破冰；温度场；有限元【Keywords】cementconcretebridge；selfice．breaking；temperaturefield；finiteelement中图分类号：U443．33文献标志码：B文章编号：1000-033X(2011)11—0079-030引言响，外因主要包括：气温、太阳辐射、风、蒸发耗热等；内因主要包括：初始温度、温度梯度、材料劲度模量及温度收桥面自破冰防滑铺装是一种环保型的破冰铺装结构．缩系数、铺装结构等。为了有效地分析桥面自破冰铺装的通过在已有桥面铺装上加铺一层自应力破冰结构层，利用温度场

5、分布．本文通过简化桥面结构并建立有限元模型，铺装在外荷载作用下产生的自应力，使冰雪破碎融化．从进行数值求解。而保证行驶车辆在桥面结冰后的行车安全]。温度是决1．1基本假定定桥面自破冰铺装材料使用性能的重要因素，尤其是在水泥混凝土桥面自破冰防滑铺装是在已有桥面铺装低温条件下，桥面铺装温度场的变化直接影响桥面覆冰上加铺一层自应力破冰结构层，本项目针对这种结构层的产生及发展．因此对桥面自破冰铺装结构的温度进行初步提出了一种方案，即利用粘结材料、填料以及橡胶颗研究和探讨很有必要本文选取T形梁和箱形梁两种典粒混合铺装0．5～1．0cm厚橡胶弹性层后，在其上面加铺一型形式桥

6、梁对桥面自破冰铺装结构进行温度场分析。层l～2cm磨耗层l3l。依据提出的桥面自破冰防滑铺装结构方案．不考虑桥面铺装体系中的防水层，桥面铺装体系1模型简化及参数由水泥混凝土桥面板、沥青混凝土铺装和自破冰防滑铺装组成．桥面铺装体系结构组合如图1所示。桥梁内部结构的温度场主要受到内外两方面的影为了对桥面铺装的温度场分布进行模拟计算，根据水泥混凝土桥面铺装层的实际情况，对混凝土梁桥体的基金项目：陕西科技计划项目工业攻关基金项目(2010K07—16)传热作如下简化假定E。桥隧机械&施工技术BfidgeandTunnelMachinery&ConstructionTec

7、hnology8664T422。一—一箱T梁梁铺铺装装表底底面层层温温度度～／／／＼＼—^——一rll鬻．．⋯0’面0⋯跟-74⋯一．2J~m．4—4帅．6．6V时“、培—8图6T粱与箱梁桥面铺装温度对比图S箱梁桥面自破冰铺装温度变化趋势(1)T梁结构与箱梁结构桥面自破冰铺装的温度场约为2h，并且温度分布变化幅度(即变温速率)较大，在分布趋势相似。降温过程中，铺装层底部的温度大于箱梁结构，这主要是(2)在整个混凝土桥面自破冰铺装体系中，铺装层由于箱梁中有空气作为隔热层，阻挡了热量的向下传递。表面温度变化幅度最大，均出现了最高温度和最低温度，说明梁体对铺装层具有明

8、显的保温作用。3结语(3