铺装层对正交异性板疲劳性能的影响研究

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1、分类号：U44，U4510710-2012121074硕士学位论文铺装层对正交异性板疲劳性能的影响研究周跃导师姓名职称刘来君教授申请学位级别工学硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2015年4月15日论文答辩日期2015年5月30日学位授予单位长安大学ResearchontheInfluenceofPavementontheFatiguePerformanceoforthotropicPlateAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：Zhou

2、YueSupervisor：Prof.LiuLaijunChang’anUniversity,Xi’an,China摘要各国学者在对正交异性板的疲劳问题进行研究时，主要关注正交异性板的构造细节的形式及其尺寸的影响，通过改变结构形式和细部尺寸得出比较好的设计方案。在研究过程中不考虑桥面铺装对荷载分散的有利影响，仅将其作为恒载考虑。同时考虑桥面铺装和正交异性板的受力性能并且把桥面铺装和正交异性板看做整体进行受力性能的研究较少，研究均表明，桥面铺装可以有效的减小正交异性板内的应力，提高正交异性板的抗疲劳性

3、能。因此，本文以云南高原冻雨山区大跨钢箱梁悬索桥课题为依托，主要研究了铺装层对普立特大桥正交异性钢桥面板内构造细节应力的影响。（1）查阅相关文献，阐述了正交异性板的研究现状，总结了疲劳损伤的基本理论和各国的规范对于标准疲劳车的规定，重点介绍了变幅疲劳荷载和疲劳累计损伤理论以及等效应力幅的计算方法。（2）运用有限元软件ANSYS建立普立特大桥的正交异性钢桥面板的局部有限元模型，计算分析了各个构造细节的纵横向应力影响线，以及在标准疲劳荷载的作用下的时间应力历程曲线，分析了正交异性板疲劳性能。（3）根据普

4、立特大桥的设计铺装层力学参数建立普立特大桥铺装层的有限元模型，计算对比分析了在加铺铺装层前后正交异性板疲劳性能的变化。（4）建立带有沥青混凝土铺装层的有限元模型，分别选取层间接触状态、厚度和弹性模量三个参数研究了沥青混凝土铺装层对于正交异性板的应力影响线和等效应力幅的影响研究。（5）对比分析了组合铺装层优缺点，建立组合铺装层结构的有限元模型，计算了在组合铺装层下的四个疲劳易发生部位的纵横向应力影响线和在疲劳车作用下的时间历程曲线，并计算出等效应力幅，并与普立特大桥设计铺装层作用下的结果作对比分析了组

5、合铺装结构对疲劳性能的影响。关键词；正交异性板；疲劳；铺装层；普立特大桥；ANSYSiAbstractWhenscholarsfromvariouscountriesstudytheorthotropicplatefatigueproblem，mostfocuseontheimpactofstructuraldetailsintheformandsizeoftheorthotropicplatanddrawabetterdesignbychangingthesizeofthestructureand

6、detail.Nooneconsiderthebeneficialeffectsofbridgedeckonloaddispersedandonlyseeitasaconstantloadduringthestudy.Thestudytakesthemechanicalpropertiesoforthotropicbridgedeckandthebridgedeckpanelsallintoconsiderisless.Manystudyshowthatthebridgedeckcaneffecti

7、velyreducethesteeldeckstressandimprovefatigueresistance.Thispaperstudiestheimpactofthebridgedeckpavementonthetectonicdetailsstressoforthotropicplate.(1)Checkingoutrelevantliterature,thepapersummarizesthebasicfatiguedamagetheoryandthestandardfatiguevehi

8、cleregulationofdifferentcountryandfocusesontheamplitudefatigueloadingandcumulativefatiguedamagetheoryandtheequivalentstressamplitudecalculatemethod.(2)ThelocalfiniteelementmodelofpulibridgeorthotropicplateusingthefiniteelementsoftwareAN