水泥混凝土桥梁桥面铺装计算分析和设计研究

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1、长安大学硕士学位论文水泥混凝土桥梁桥面铺装计算分析和设计研究姓名：徐勤武申请学位级别：硕士专业：道路与铁道工程指导教师：王虎;胡长顺20040101摘要桥面铺装是一种特殊的路面结构，它起着保护桥梁和承担路面功能的作用。合理的铺装结构和铺装厚度对于提高桥面铺装层的使用寿命和提高铺装层行驶质量至关重要。本文采用有限元方法，分别对于水泥混凝土桥梁沥青混凝土铺装和水泥混凝土铺装，根据不同类型桥梁结构型式，进行了汽车荷载应力和温度应力分析，探讨不同桥梁的铺装层结构的受力规律。基于桥面铺装层的破坏特征，对于沥青混凝土铺装重点分析了层问剪应力和层问法向拉拔力，对于水

2、泥混凝土铺装主要分析铺装层顶面拉应力和层间剪应力和法向拉拔力。对于桥面防水层进行了数值模拟，主要分析防水层适应桥梁变形产生的拉应力。根据铺装结构破坏特征，提出了水泥混凝土铺装层的设计以铺装层项面拉应力为设计指标．沥青混凝土铺装以层间剪应力和法向拉拔力作为设计指标的设计方法，并提出防水层厚度设计的原则。关键词：沥青混凝土铺装水泥混凝土铺装防水层桥梁形式拉应力层问剪应力层问法向拉拔力AbstractBridgeoverlayisaspecialpavementstructure，whichwillnotonlyprotectthebridgefromdam

3、agebutalsoactasapavementstructurefortraffic．Howtodesignappropriateoverlaystructureandthicknessisveryimportantforimprovingoverlay’Sservicelifetimeandquality．WithFiniteElementMethod，thisthesishasanalyzedtheloadingstressandtemperaturestressforasphaltconcretepavementandcementconcret

4、epavementondifferentstyleofbridges．Itdiscoverstheoverlaky’Smechanisticperformancefordifferentbridgestyles．Forasphaltconcretepavement，itmainlyanalyzestheinterfaceshearstressandinterfacenormalpullingstress；whileforcementconcretepavement，itmainlyanalyzesthetensilestressintoppavemen

5、tandinterfacestability．Also，thispaperhasstudiedthewaterproofmembraneonbridgedeckswithnumericalmodeling．Itcalculatesthemembrane’Stensilestressinducedbybridgedeformation．Accordingtotheoveday’Sdamages，itproposesthedesignmethodforoverlaythicknessandstructure．Forasphaltconcretepaveme

6、nt，theinterfaceshearresistanceandinterfacenormalpullingresistancearesetasdesigncriteria；forcementconcretepavement，thetensilestressintopoverlayissetasdesigncriteria．Finally,itproposesthemethodfordesignofwaterproofmembranethickness．Keywords：Asphaltconcreteoverlay；membrane；Bridgest

7、yles；Tensilestress；pullingstressCementconcreteoverlay；waterproofInterfaceshearstress；Interfacenormal第一章绪论伴随着我国交通事业的蓬勃发展，公路桥梁的数量也同益增加，逐渐完善的公路网在地区经济发展过程中发挥了重要的作用。但是，繁重的交通量也使得许多交通设施出现了程度不同的早期破损状况。在我国，为数众多的桥梁在远未达到设计寿命时，就出现了钢筋锈蚀、混凝土松散、结构强度下降等病害现象，使得桥梁的稳定性和安全性均受到了影响，不仅对乘客的安全造成威胁，也使桥梁的

8、运营效益有所下降。通过现场调查分析发现，这类现象的主要原因是桥面铺装发生破坏后外界水分渗入桥面