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1、第4卷第4期长沙理工大学学报(自然科学版)Vol.4No.42007年12月JournalofChangshaUniversityofScienceandTechnology(NaturalScience)Dec.2007文章编号:1672-9331(2007)04-0016-05车轮与桥面铺装层接触应力计算分析1121刘小燕,陈道勇,王光辉,祁魏(1.长沙理工大学桥梁与结构工程学院,湖南长沙410076;2.湖南理工学院,湖南岳阳430006)摘要:根据接触问题非线性的特点,采用有限元计算与现场试验测试相结合的方法,进行了车
2、轮与桥面非线性接触应力的计算,探讨了接触计算条件和接触求解过程.在此基础上计算了车轮与桥面铺装层表面接触时的接触应力,得到了接触应力的分布形状和大小的规律,以及车轮作用下的局部轮压力是一个非均匀分布模式的结论.根据计算结果提出了车轮与桥面铺装层局部接触应力的计算模式,为桥面铺装层结构的设计计算提供了依据.关键词:桥面铺装;接触应力;有限元;应力计算中图分类号:U443.33文献标识码:ACalculationanalysisofcontactstressbetweenvehiclewheelandbridgedeckpavem
3、entlayer1121LIUXiao2yan,CHENDao2yong,WANGGuang2hui,QIWei(1.CollegeofBridgeandStructureEngineering,ChangshaUniversityofScienceandTechnology,Changsha410076,China;2.HunanInstituteofScienceandTechnology,Yueyang430006,China)Abstract:Consideringthenonlinearcharacteristics
4、ofthecontactproblems,thecomputationofthenonlinearcontactstressbetweenthevehiclewheelandthebridgedeckpavementlayerisdonebycombiningfiniteelementcalculationandfieldtest.Basedondiscussingcomputa2tionalconditionandsolvingprocessofcontact,thecontactstressiscalculatedwhen
5、thewheelcontactsthesurfaceofthebridgedeckpavementlayer.Thentherulesofthedistribu2tingshapeandthestressvaluesofthecontactstressarefound,whichconcludesthatpartialwheelpressureisanunevenlydistributingpattern.Basedonthecomputationalresults,thecomputationschemeoftheparti
6、alcontactstressispresented,whichprovidessomebeneficialreferencesfordesigningthebridgedeckpavementlayerstructure.Keywords:bridgedeckpavement;contactstress;finiteelementmethod;stresscalculation随着公路桥梁上交通量的增加和重型车辆的即使进行计算,也是将车轮荷载当成圆形或者方增多,桥面铺装层出现了开裂、坑槽、推挤破损等形的“均布”荷载来考虑其影
7、响.实际上,车轮作用病害,严重影响了交通,造成了不良的社会影响和下铺装层顶面的应力分布是椭圆形或者近似方形经济损失.目前,在桥面铺装层的设计中,一般都的非均布分布,在车辆作用部位应力较大,周围应[1]没有对铺装层结构进行精细、全面的计算分析.力较小,应力分布呈“锅底”形状.由于没有对应力收稿日期:2007-02-04基金项目:湖南省自然科学基金资助项目(04JJ6027);湖南省教育厅科研资助项目(07C334).作者简介:刘小燕(1963-),女,湖南桃江人,长沙理工大学教授,硕士,主要从事桥梁与结构工程的研究.第4卷第4期
8、刘小燕,等:车轮与桥面铺装层接触应力计算分析17进行精确的计算,铺装层的设计也过于简略,加上和上述等式约束所对应的运动学和动力学条件作使用期间车辆超载,导致在使用期间出现一些估为校核,对解的结果进行检查.如果物体表面的每计不到的问题,加快了铺装层的损坏.本研究采用一点都不违反
