于颖[1]2008年在《水泥混凝土桥桥面铺装受力机理分析》文中研究表明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延长桥面铺装的使用寿命和提高铺装层行驶质量至关重要。由于桥面铺装结构的受力模式不同于一般的路面结构,沿用一般路面结构力学计算方法不能较准确地揭示桥面铺装的真实受力状态。本文采用叁维有限元方法,研究了桥面铺装体系的力学特性和应力分布变化规律,为桥面铺装层体系设计和施工提供理论依据,达到改善铺装层受力和延长铺装层使用寿命的目的。本文对水泥混凝土桥的桥面铺装进行了细致的调查,针对主要的破坏类型进行了原因分析。根据有限元理论,在弹性状态下,建立轴对称有限元模型,重点分析层间接触状态、加载特性和结构层计算参数对铺装结构应力的影响。基于桥面铺装层的破坏特征,重点分析了层间剪应力和层间法向拉拔应力的大小及分布规律。通过计算沥青混凝土面层不同厚度和不同模量时铺装结构的受力状态,研究了沥青混凝土铺装层各参数对铺装结构应力状况影响,为选择合理的沥青铺装层提供了理论依据。运用多层弹性层状理论对不同层间接触条件下的桥面铺装结构受力状态进行分析,同时对于桥面防水粘结层进行了数值模拟,主要分析不同防水粘结层时桥面铺装铺装结构的受力状态。结果表明,各层粘结状况对桥面铺装层的性能具有重要影响,良好的层间接触状态对桥面铺装结构受力是有利的。通过加大垂直荷载来模拟超载,得出超载对桥面具有很大的破坏作用的结论。水平荷载是通过垂直荷载乘以汽车与桥面间的摩阻系数得到的,通过改变摩阻系数研究了水平荷载对铺装结构受力的影响。在室内外试验研究和力学计算分析的基础上,综合考虑桥面防水分级、防水材料的性能及铺装结构层间结合稳定性等因素,提出以层间抗剪强度和粘结强度为主要指标、推荐了水泥混凝土桥面典型沥青混凝土铺装结构。
刘宏富[2]2008年在《水泥混凝土桥面与沥青铺装层间剪切试验研究》文中研究表明根据调查显示,沥青铺装与桥面板层间抗剪强度不足而造成的推移病害严重;不但妨碍了正常交通,降低了桥梁的服务水平,给维修工作带来很大困难;同时影响了桥梁的美观,严重时更易造成交通事故。本文结合百罗高速公路水泥混凝土桥面沥青铺装材料及施工技术研究课题,针对沥青混凝土铺装与水泥混凝土桥面层间开展剪切试验研究。首先,简单介绍目前水泥混凝土桥面铺装的病害调查情况;桥面铺装层设计不尽合理、施工工艺和施工组织不到位、超载超重车辆通行、养护不及时、部分技术规范滞后等都是造成其损坏的原因;其中防水粘结层剪切破坏是桥面铺装的主要破坏类型,也是桥面铺装特有的一种破坏类型。其次,桥面铺装按刚性基础上的弹性层简化模型,采用BISAR程序主要计算了防水粘结层底最大剪应力变化规律,随着温度的升高、荷载频率的降低、铺装层动模量的减小,铺装层厚度的减薄,层间结合状态的降低和超载超重;都会导致最大剪应力增大。然后,提出基于便携式剪切仪的层间剪切试验方法,以层间抗剪强度为评价指标;通过正交试验设计分析了各因素对剪切强度影响大小的顺序为B界面处理>A铺装层级配>C防水粘结层种类>A×B级配和界面处理的交互作用,而另外两种因素的交互作用可以忽略不计。不同界面处理效果抗剪强度大小顺序为:嵌石>横向拉槽>45度斜向拉槽>纵向拉槽>原状光滑;随着构造深度增加抗剪强度随之增加,但是过度粗糙会对桥面防水造成不利。还讨论了不同试验温度和垂直压力时层间抗剪强度的变化规律。最后,依据层间结构破坏形式,层间结构体系为沥青混凝土沥青膜、防水粘结层、桥面板界面构成的统一整体;并提出了提高沥青铺装与桥面层间抗剪性能的合理建议。
李惠婷[3]2008年在《水泥混凝土桥面沥青铺装层剪切试验研究》文中认为桥面铺装作为特殊的路面结构,它起着保护桥梁和承担路面功能的作用。但是目前,在进行桥梁结构设计时,桥面铺装层只是作为桥梁工程的附属结构,一般不作专门的计算分析,现行规范也只是对桥面铺装的做法、材料、厚度做了指导性的说明,至今没有可以依据的设计理论和指标,因此有必要对桥面铺装展开系统的研究,明确铺装层结构的受力和变形特点。据研究,桥面铺装层的强度不是桥面铺装破坏的原因,粘结层结构是影响整个铺装层体系性能的关键因素之一,也是桥面铺装与普通路面结构的一个主要区别,粘结层破坏或失效是目前许多桥面铺装破坏的一个重要原因。而本文正是通过分析汽车行驶过程中桥面铺装的荷载工况,采用对桥面铺装体系的受力状态进行模拟的室内剪切试验来分析桥面铺装结构的应力应变情况。本文系统地论述了桥面铺装的功能、结构形式以及国内外的研究和应用现状,并结合实际的调查资料,对桥面铺装的破坏形式及破坏原因进行了分析。采用有限元方法,建立两种铺装层结构的叁维空间模型进行计算,就桥面铺装体系不同工况的应力应变情况以及不同轴载大小、层与层之间的不同模量对试件受力影响进行了分析。在室内试验方面,以桥面铺装在荷载作用下的层间破坏为出发点,模拟汽车刹车情况,采用桥面铺装最不利受力情况为试验对象,针对铺装层结构的不同受力工况进行动态重复加载,采集应变响应。根据室内单轴静载蠕变试验,采用BurgerS四参数流变模型进行拟合,得出不同级配的沥青混合料的蠕变模量,根据得到的静态模量参数与动态模量参数之间的关系,分析了桥面铺装层结构在荷载作用下的应力应变分布以及试件的破坏情况。由得到的应力应变变化以及破坏现象可以看出,桥面铺装层之间强度不足是桥面铺装结构破坏的原因。铺装层结构层与层之间的应力应变大小及其分布,在一定程度上反映了荷载的传递,吸收应力,协调上下层变形的性能。
刘占良[4]2008年在《水泥混凝土桥面铺装材料研究》文中研究指明桥面铺装作为桥梁行车体系的重要部分,能大大缓和行车对桥面板的冲击和满足行车平稳、舒适的要求。桥面铺装的质量越来越受到重视。本项目以禹门口黄河大桥为依托对桥面铺装进行了系统的研究。对桥面铺装的病害做了调查分析,并在总结已有的研究成果的基础上以禹门口黄河大桥为依托提出了桥面铺装的研究内容和方法;采用叁维有限元法针对实体工程的桥面铺装进行分析,确定了最不利荷载位置,计算了层内的拉应力和剪应力以及层间的剪应力,分析了桥面铺装层厚度和模量对于应力的影响规律;采用马歇尔试验方法确定了四种常用的柔性桥面铺装材料的配合比。结合力学计算结果通过室内试验对四种常用水泥混凝土桥面柔性铺装材料的力学和路用性能进行试验对比分析;结合桥面铺装粘层和防水粘结层的性能要求以及层间剪应力的计算成果,对桥面铺装的粘层和防水粘结层两种层间结构进行了系统的研究,提出了同步热预拌碎石防水粘结层的新工艺;研究了不同铺装材料对于粘层和防水粘结层的影响,并确定了最佳撒铺量;分析了温度和车辙疲劳对于层间粘结强度的影响;根据桥面铺装力学计算结果和桥面铺装的破坏形式,模拟了桥面铺装的实际受力状态,并对双层和叁层复合梁的疲劳性能进行了对比研究;研究了桥面板处理的方法、同步热预拌碎石防水粘结层和SMA桥面铺装的施工工艺,并对施工过程中常见问题进行了研究分析。
石玉华[5]2004年在《混凝土桥桥面沥青混凝土铺装体系试验研究与受力分析》文中提出光纤光栅传感器是近年来迅速发展起来的一种新型传感器，由于国内外在混凝土结构中应用的历史还比较短，对其安全性、可靠性还不太了解。为了验证光栅传感器满足实际工程的应用要求，现在采用较多的是振弦式传感器与光纤光栅传感器埋入混凝土梁中的对比试验。本文通过加固后光纤光栅量测应变值与贴应变片值的比较，说明光栅传感器应用于桥梁是可行的、安全的。并通过加固前后的试验实测值，来评价碳纤维布加固桥梁的加固效果。 在进行一座预应力混凝土T梁桥桥面沥青混凝土铺装结构的受力分析前，先介绍了现行的桥面复合铺装体系理论计算模型，然后选取了基于实际预应力混凝土T梁桥有限元模型，对桥面铺装体系进行受力分析。在预应力混凝土T梁实桥有限元模型中，合理准确地模拟预应力钢筋是一大重点和难点，本文选用了独立建模耦合法来模拟预应力钢筋。 在正确、真实地模拟桥面复合铺装体系有限元模型的前提下，分析了不同横向荷载位置、不同纵向荷载位置对铺装层受力的影响，指出了其最不利荷位。接着又研究了不同轴载、不同水平荷载对桥面铺装层受力的影响，指出超载现象及不正常制动或驱动对桥面铺装层的受力很不利。最后研究了铺装层参数变化(铺装层厚度变化和铺装层模量变化)对铺装层受力的影响。 在研究了铺装层受力特性之后，对桥面铺装设计方法进行了探讨。建立了桥面铺装设计的理论模型，并推导了相应的力学方程，给出了其具体计算方法。最后用本文提出的方法对铺装层层间抗剪、表面抗剪和抗拉进行了验算。
刘红琼[6]2008年在《水泥砼桥桥面铺装防水粘结层性能研究》文中提出随着我国公路交通的快速发展,桥梁作为公路的重要组成部分随之增多。但是,许多桥梁的沥青混凝土铺装层不同程度地出现车辙、推移、开裂、坑槽、脱离等早期破坏现象,直接影响车辆的正常运行和桥梁外观,导致桥面维修期大大提前。究其原因,主要是对桥面铺装防水粘结层的材料选择与组合不当、缺乏合理的质量检测与性能测试方法。因此,开展桥面铺装层防水粘结层材料与组合形式选择、相应性能测试方法的研究十分迫切和必要。本研究依托重庆市科委攻关项目“水泥混凝土桥桥面铺装关键技术研究”,通过对西部地区水泥混凝土桥沥青混凝土桥面铺装早期破坏形式及原因的分析,采用自行设计、加工的剪切、拉拔、渗水试验设备进行室内试验,考查所选典型桥面铺装结构防水粘结层的抗剪、抗拉拔及抗渗性能,综合分析各试验的影响因素对性能指标的变化。研究结果表明,自行设计的试验方法能客观反映各种防水粘结材料及其组合的实际性能;与常规桥面防水粘结结构相比,用橡胶沥青砂胶、溶剂型粘结剂与环氧树脂组合成的防水粘结层的性能相对较好;经社会经济效益分析比较可知,SBS改性沥青加碎石的防水粘结层技术经济性最好。综合考虑,推荐了适合桥梁各设计防水等级的防水粘结材料及其组合形式,对于防水等级要求较高的桥梁,建议使用初期投资较高但防水粘结效果较好的橡胶沥青砂胶、溶剂型粘结剂与环氧树脂组合成的防水粘结层。研究结果为提高我国桥面铺装技术提供了可靠的技术支持,具有较高的实际应用价值。
李洪涛[7]2005年在《大跨径悬索桥新型钢桥面铺装结构研究》文中进行了进一步梳理大跨径钢箱梁悬索桥的桥面铺装技术一直是困扰道路工程界与学术界的难题之一,尚未得到妥善解决。我国对钢箱梁桥桥面铺装的研究与应用时间均不长,大跨径钢桥桥面铺装的整体使用状况不容乐观,而悬索桥铺装早期破坏比斜拉桥等其他结构型式钢桥的铺装更为严重。目前国内投入运营以及设计与建造中的大跨径钢箱梁悬索桥有近10座,及时开展悬索桥钢箱梁正交异性钢桥面铺装技术的系统研究,寻求适合我国交通荷载和气候条件的新型桥面铺装材料及铺装结构,具有较强的理论意义和实用价值。本文在现有研究的基础上,针对大跨径悬索钢桥技术特点,开展钢桥面铺装技术的研究,通过技术调研、理论分析、室内试验与实桥试验相结合的方式,分析了大跨径悬索桥钢桥面铺装的受力特点和使用技术要求,开发出“下层浇注式沥青混凝土、上层环氧沥青混凝土”新型铺装结构,并通过实桥试验验证了该铺装方案在大跨径钢箱梁悬索桥上的适用性。本文首先介绍了对国内外主要钢桥面铺装材料的研究及应用情况,对比分析了钢桥面铺装与普通沥青混凝土铺装的差异以及悬索桥与斜拉桥不同受力特点,明确了大跨径悬索桥钢桥面铺装技术要求,在此基础上提出本文研究内容、技术路线及研究目标。其次,在现有钢桥面铺装理论研究的基础上,采用静力学分析、模态分析与移动荷载下的动力响应分析相结合的手段,完成了大跨径钢箱梁悬索桥桥面铺装的理论分析,从而为新型铺装结构的设计提供理论依据。运用模态分析的方法,对不同厚度桥面板进行分析,得出桥面板厚度变化对系统动力性能的影响。应用有限元方法对铺装结构进行了动力响应分析,不同铺装结构的铺装表面最大横向拉应力和最大竖向位移均在荷载位于两横隔板中间位置时出现峰值,钢板与铺装层间最大剪应力则在横隔板处出现峰值。在动力荷载作用下,铺装与钢板间会产生很大的层间剪应力,这是导致铺装出现脱层、滑移等病害的主要原因。与静力分析结果的比较表明,对层间剪应力进行分析时,采用静力分析是偏于不安全的。动力分析表明,与双层环氧沥青混凝土结构相比,下层浇注式沥青混凝土、上层环氧沥青混凝土复合结构总体受力状况更好。然后,本文针对大跨径悬索桥大变形受力特点,分别对环氧沥青混合料与浇注式沥青混合料进行了系统研究,明确了两种混合料的性能差异与优缺点,并进行新型环氧沥青材料开发研究,为悬索桥铺装结构设计提供了试验支持。再次,根据已有成果及大跨径钢箱梁悬索桥桥面铺装的理论分析结果,提出大跨径钢箱梁悬索桥宜采用双层铺装结构;根据环氧沥青混合料与浇注式沥青混合料的技术特点,在国内外首次提出了“下层浇注式沥青混凝土、上层环氧沥青混凝土”新型铺装结构,并与其他铺装结构进行对比试验研究,全面考察各铺装结构的高、低温及疲劳性能。试验结果表明,“下层浇注式沥青混凝土、上层环氧沥青混凝土”的新型铺装结构高、低温性能均衡,疲劳性能优良,对钢板的变形追从性较好,有利于降低铺装表面应变,能适应悬索桥钢箱梁变形较大的特点。最后,为了验证理论分析与室内试验结果,在国内首次开展钢箱梁实桥试验研究,试验桥的铺装层采用“下层浇注式沥青混凝土、上层环氧沥青混凝土”新型铺装结构。在实桥试验研究过程中,分别进行了荷载响应分析、静载试验以及浇注式沥青混凝土施工工艺研究,并对试验桥新型铺装结构路用性能进行了4年多的跟踪观测。观测结果表明,该新型铺装结构能够适应大跨径钢箱梁悬索桥的使用要求,具有良好的路用性能。
王京元[8]2003年在《水泥混凝土桥沥青混凝土桥面铺装早期病害原因分析和结构设计方法》文中进行了进一步梳理近年来，随着交通量和重型车辆的增加，特别是超载现象严重，桥面铺装出现了一些较为普遍的病害，严重影响了交通，也给维修工作带来了很大困难，造成了巨大经济损失。桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能和大跨度桥梁发展的一大病害，引起人们的广泛关注。为此，亟需从理论与实际两方面对桥面铺装层结构的设计与施工中的关键技术问题加以研究，制定一套指导铺装结构设计与施工的规程。 本文详细总结了国内外关于水泥混凝土桥沥青混凝土桥面铺装的研究概况，针对水泥混凝土桥沥青混凝土铺装层的主要破坏类型，进行原因分析，提出桥面铺装设计的相关指标。在此基础上，选用简支板桥铺装体系，用ANSYS对在水平荷载和垂直荷载共同作用下的铺装层进行了全面的力学分析，其中考虑了荷载不同作用位置、铺装层的模量及其厚度对铺装层受力的影响，从而比较全面的了解了铺装层的受力特性，为制定规程提供理论依据。根据受力分析，确定了影响铺装层的主要因素，为今后进行力学分析选用正确的模型做了基础性的工作。结合本文计算得出的结论，综合考虑车辙、平整度等方面的要求，参照沥青混凝土路面的设计方法，提出了水泥混凝土桥沥青混凝土铺装层的设计方法。
华爱娅[9]2008年在《钢挂梁桥面铺装力学分析与材料试验研究》文中指出近年来,随着我国交通事业快速发展,对道路路面和桥面的使用功能要求也越来越高。由于钢桥桥面沥青混凝土的工作条件复杂,目前使用寿命普遍难以达到设计使用年限。本文以嘉兴乍王公路焦山门桥沥青桥面改造项目为研究背景,展开对钢桥沥青桥面铺装层的部分研究。在总结我国钢桥面铺装的技术状况和研究进展基础上,结合焦山门桥桥面铺装层应用实际情况,拟定该桥铺装材料设计的控制指标。运用叁维有限元技术进行钢桥整桥力学分析,表明提高钢桥结构的整体刚度对改善桥面铺装层使用性能影响很大。对不同材料和厚度的桥面铺装层进行研究,分析桥面铺装设计控制指标变化规律,得出铺装设计优化厚度范围,并建议选择铺装材料时必须综合考虑铺装材料刚度。对不同铺装材料进行室内沥青混合料马歇尔试验和蠕变试验研究,按照粘弹性材料的时温等效原理,以广义MAXWELL模型为分析的本构方程,回归不同温度材料模量-时间的变化规律,研究试验材料的高、低温粘弹性力学响应。基于铺装材料变形的标准轴载换算公式,以材料蠕变应变最大值为控制应变值,得出不同铺装材料设计使用寿命,并评价沥青混合料的使用性能。
李雪莲[10]2005年在《系杆拱桥面铺装结构力学性能研究》文中研究说明目前,桥面铺装层结构破坏已成为高等级公路主要病害之一,严重影响了行车安全与舒适性,造成了巨大的经济损失。然而,我国对于桥面铺装方面的研究开展得较晚,相关研究也较少,尤其是针对大跨径水泥混凝土桥的沥青混凝土桥面铺装的研究更少。现在实际工程中我国的水泥混凝土桥面铺装一般是依照实际经验确定,而只有少数研究人员,从不同的方面进行了探索性研究,远没有形成共识,也很少应用于实际工程中,这种研究状况显然无法跟上我国公路建设发展的步伐。 为此,本文结合河南省交通厅科技项目“特大型水泥混凝土桥梁沥青铺装技术研究”,采用理论和试验相结合的方法,首先研究总结了国内外关于水泥混凝土桥沥青混凝土桥面铺装的研究概况,并对河南省部分水泥混凝土桥面铺装进行调查,针对桥面铺装的主要破坏类型,进行了原因分析,并提出了铺装层抗拉强度和层间抗剪强度的2个设计控制指标。 其次,以黄河二桥100m跨下承式系杆拱桥为研究对象,选取目前世界上通用的ANSYS有限元计算分析软件,对桥面铺装体系进行了力学特性分析,为减少计算量同时提高计算精度,先用较粗的网格划分对系杆拱桥的整体结构进行受力分析,结果表明全桥的最不利荷位在跨中;再用较细的单元网格划分最不利荷位附近区域的铺装层,并在各个指标的最不利加载方式下,进一步分析了该区域各设计指标的变化规律,同时给出相应的叁维立体图;另外,为确定荷载变化对铺装层各设计指标的影响,本文还分析了不同超载率和水平荷载下各指标的变化规律。结果表明,保证铺装层与桥面板之间不发生剪切破坏最为关键。 再次,进行了相关室内外试验研究,探讨了防水粘结层材料用量(涂膜)、垂直压力、环境温度等因素变化对层间抗剪强度的影响,建立了不同温度下水泥混凝土桥面板与沥青铺装层间的剪切强度与粘结强度关系式,并确定了环境温度为15℃时该桥铺装层层间稳定性控制指标——容许粘结强度为0.4318 MPa。 最后,探讨了防水粘结层和沥青混凝土铺装层的施工技术问题。 总之,本文对黄河二桥及类似大桥的桥面铺装设计、材料选择及其施工控制具有重要的参考价值。
参考文献：
[1]. 水泥混凝土桥桥面铺装受力机理分析[D]. 于颖. 重庆交通大学. 2008
[2]. 水泥混凝土桥面与沥青铺装层间剪切试验研究[D]. 刘宏富. 长沙理工大学. 2008
[3]. 水泥混凝土桥面沥青铺装层剪切试验研究[D]. 李惠婷. 大连理工大学. 2008
[4]. 水泥混凝土桥面铺装材料研究[D]. 刘占良. 长安大学. 2008
[5]. 混凝土桥桥面沥青混凝土铺装体系试验研究与受力分析[D]. 石玉华. 武汉理工大学. 2004
[6]. 水泥砼桥桥面铺装防水粘结层性能研究[D]. 刘红琼. 重庆交通大学. 2008
[7]. 大跨径悬索桥新型钢桥面铺装结构研究[D]. 李洪涛. 东南大学. 2005
[8]. 水泥混凝土桥沥青混凝土桥面铺装早期病害原因分析和结构设计方法[D]. 王京元. 大连理工大学. 2003
[9]. 钢挂梁桥面铺装力学分析与材料试验研究[D]. 华爱娅. 浙江大学. 2008
[10]. 系杆拱桥面铺装结构力学性能研究[D]. 李雪莲. 长沙理工大学. 2005
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