開啟速度對立轉式開啟橋橋面鋪裝剪應力的影響分析


1.5萬字 42頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

摘 要
鋼橋面鋪裝是大跨徑鋼橋建設中的一個技術難點，使用條件和使用要求都遠高于道路路面，在車輛動荷載的反復作用下橋面的鋪裝層產生各種破壞。本文以天津響螺灣開啟橋為工程背景，從力學的角度對瀝青混凝土鋪裝層體系進行了受力分析，采用最大剪應力為力學控制指標。天津響螺灣開啟橋屬于立轉式開啟橋，它的關鍵技術難點還是在于鋪裝層與鋼箱梁之間的粘結作用是否滿足結構要求，它的使用要求都遠遠高于平常的懸索橋等橋面。
本文是以天津響螺灣立轉式開啟橋為具體案例，根據立轉式開啟橋的結構和運營特點，采用大型三維有限元分析軟件ADINA建立了包含了鋪裝層的二分之一整橋仿真模型，然后分析了整個動態(tài)開啟過程，研究不同的開啟速度下鋪裝層剪應力的力學響應。針對天津響螺灣立轉開啟式橋梁的結構特點，建立了含鋪裝層的二分之一整橋仿真模型，分析了整個動態(tài)開啟過程；還分析了車載作用下不含縱隔板和含縱隔板的鋪裝層力學響應。開啟角度最大時，鋪裝層最大剪應力達到最大值，比剛開啟時增加了50%。為了探討立轉開啟式橋梁橋面鋪裝早期病害的產生機理，從力學分析的角度出發(fā)，以天津海響螺灣開啟橋為工程背景，采用有限單元方法，建立了開啟橋正交異性鋼橋面鋪裝體系仿真模型。對于橋梁閉合階段，分析了鋪裝層在車載作用下的靜力響應，并驗證了模型的有效性；對于橋梁開啟階段，計算了不同開啟角位置時鋪裝層的動力響應，并分析不同開啟速度和鋪裝結構模量對鋪裝層動力響應的影響。
研究結果表明：鋪裝層的剪切應力隨著開啟角度的增大而增加，開啟角度和速度的變化會引起剪切應力的非均勻分布；開啟角度最大時，鋪裝層最大剪應力達到最大值，比剛開啟時增加了50%。由于環(huán)境溫度的變化，鋪裝層的模量較難控制，因此提出一個適宜的開啟速度以減小鋪裝層與鋼板之間的剪切應力；而在設計開啟速度較大時則提出模量的控制指標。


關鍵詞：立轉式開啟橋；橋面鋪裝；ADINA ；剪應力力學分析；開啟速度