基于刚性桥面铺装层的受力分析与数值模拟研究

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1、南华大学硕士学位论文刚性桥面铺装层的受力分析与数值模拟研究姓名：李子龙申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：杨建明20070501南华大学硕士学位论文摘要对于桥梁而言桥面铺装层有着：保护桥面、分散荷载、防水等重要作用，是桥梁结构中一个重要的构件。随着近年来交通量的持续增加，越来越多的刚性桥面铺装层发生了提早破坏。刚性桥面铺装层提早破坏的原因主要包括：设计方法的不完善；施工中存在的不足；桥梁结构对铺装层的影响；气候因素以及环境影响等。桥面铺装层的提早破坏不仅妨碍了交通安全，影响了桥梁美观性，也造成了重大的经济损失。桥面铺装层的病害已经成

2、为影响高等级道路桥梁的一大问题，引起了各个研究机构的关注。本文在概述了刚性铺装层主要破坏类型、国内外研究现状、目前主要的设计方法的基础上，结合弹性力学、板壳力学以及有限元力学等分析方法，针对40m（跨径）×20m（宽度）的预应力简支梁桥建立力学分析及计算模型。通过应用有限元分析软件ABAQUS及数值分析软件MATLAB，对简支梁桥的刚性铺装层进行数值模拟研究，得出如下结论：通过对模型计算结果进行对比、归纳，得出：10cm和C35混凝土为模型结构的最优设计参数；对于本文的全桥模型而言，当受到来自上部结构的荷载作用以及其自身重量作用时，主梁端

3、部的顶面受最大正应力，马蹄区域受最大剪应力；总结模型的计算结果，发现：铺装层跨中的中央分隔带受最大正应力，易发生压碎破坏；桥面两侧行车道与路缘带交接处受最大剪应力，易开裂；尽管以上结论来源于对本文的桥梁模型的模拟分析，存在其局限性。但作为一种研究思路，仍然具有为其他类型的桥梁的刚性铺装层设计提供优化思路和参考的意义。关键词：刚性桥面铺装层；受力分析；有限单元法；数值模拟I南华大学硕士学位论文StressAnalysisandNumericalValueImitatesofRigidBridgeBeckPavementAbstractAsa

4、nimportantcomponentofbridgestructure,thebridgedeckpavementhaveseveralfunction,suchasthebridgeprotecting、theloadscattering、waterproofandsoon.Withtheincreasingoftraffic,moreandmorerigidbridgedeckpavementsgottheirdamageinadvance.Themainreasonswhyrigidbridgedeckpavementsgotda

5、mageinadvanceasfollows:Thedesignmethodisnotperfect;Existingshortagewhenconstructing;Influencebybridgeconstruction;WeatherfactorandEnvironmentinfluenceetc.Thephenomenanotonlyhinderedthetransportationsafety,affectthebridgebeauty,butalsoresultedintheenormouseconomyloses.Thed

6、amageforbridgedeckpavementhavebeenaveryimportantissueforhighleveltrafficsystemandgotmoreattentionbymanyresearchorganizations.Onthebasisofthemaindamagetypes,theactualityofdomesticandinternationalresearch,thepresentdesignmethods,thispaperestablishedthe40m（length）×20m（width）

7、pre-stressfreebeambridgemechanicsanalysisandcomputingmodelwiththeelasticmechanics、shellmechanicandfiniteelementmethod.WiththefiniteelementmethodsoftwareABAQUSandnumericalvalueanalysissoftwareMATLAB,thispaperfocusesonnumericalvaluesimulatinganalysisfortherigidbridgedeckpav

8、ementsinapre-stressfreebeambridge,someconclusionsaredrawnasfollows:Throughcontrastingandconcludi