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江阴大桥钢桥面铺装病害研究

作　者: 张磊
导　师: 黄卫
学　校: 东南大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 江阴大桥 病害 浇注式沥青混凝土 桥面铺装 正交异性钢桥面板 钢箱梁 有限元分析 裂缝 车辙
分类号: U443.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 584次
引　用: 32次
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内容摘要


桥面铺装是大跨径钢桥建设中的一个技术难点,其使用条件和使用要求都远高于道路路面。目前国内大跨径正交异性钢桥正在不断的建设,但除少数外,大部分桥梁的钢桥面铺装都出现了不同程度的破坏,因此全面系统的研究大跨径桥梁钢桥面铺装的病害,对桥面铺装的设计和维修具有重要意义,也为桥面铺装养护修复技术的研究提供了依据。本文结合江阴大桥钢桥面铺装局部修复方案研究课题,首先广泛调研了国内外钢桥面铺装材料、技术以及各类铺装发生病害的情况,对桥面铺装的病害类型进行了划分。按照桥面铺装病害类型划分,对江阴大桥的钢桥面铺装进行了跟踪调查,并且收集整理了与江阴大桥浇注式沥青混凝土铺装相关的设计研究与技术资料,以及交通、轴载等检测资料,作为进一步分析研究的依据。根据对江阴大桥钢桥面铺装的跟踪调查和检测结果,江阴大桥钢桥面铺装病害主要包括裂缝、车辙、层间滑移和推挤,其中裂缝主要是疲劳裂缝。 其次,从钢桥面铺装使用条件出发,研究了江阴大桥裂缝产生的原因,并分析了超载车辆对钢桥面铺装开裂的影响。然后结合有限元分析方法进一步论述裂缝产生后,桥面铺装受力特性的变化。研究表明过桥车辆交通量大、超载严重是导致江阴大桥钢桥面铺装疲劳开裂的主要原因。并且裂缝产生后桥面铺装的受力状况更为不利,裂缝也有进一步扩展的趋势。高温车辙是江阴大桥钢桥面铺装的另一类重要病害。本文通过对车辙试验数据和现场车辙深度的对比研究,分析了江阴大桥车辙发展的阶段,并且结合了施工条件、使用条件对车辙的成因作了深入的讨论。最后在研究江阴大桥钢桥面铺装的病害的基础上,提出了四种局部修复方案。对这四种方案的室内试验和结构分析表明,60mm双层环氧沥青混合料的铺装方案综合性能最优,本研究初步推荐其为江阴大桥钢桥面铺装局部修复方案。

全文目录


第一章 概述  8-19
  1.1 钢桥面铺装发展背景  8-15
    1.1.1 钢桥面铺装的主要类型与技术  8-15
  1.2 国内外桥面铺装病害  15-17
  1.3 钢桥面铺装病害分类  17-19
第二章 江阴大桥钢桥面铺装现状调查  19-39
  2.1 江阴大桥钢桥面铺装概述  19-20
  2.2 钢桥面铺装使用状况调查  20-28
    2.2.1 初期抽捡和前两次调查结果  20-26
    2.2.2 后两次的调查  26-28
  2.3 浇注式沥青混合料的设计与施工调查  28-33
    2.3.1 浇注式沥青混合料的设计  28-29
    2.3.2 浇注式沥青混合料的施工  29-33
  2.4 江阴大桥的实际交通与轴载状况  33-39
    2.4.1 累计交通量  33-34
    2.4.2 载重货车的车道分布  34-35
    2.4.3 轴载状况与车速  35-39
第三章 江阴大桥钢桥面铺装裂缝扩展后的受力分析  39-52
  3.1 ANSYS有限元分析软件  39
  3.2 有限元分析基本参数和模型  39-41
    3.2.1 基本假设和边界条件  39
    3.2.2 计算参数与ANSYS分析模型  39-41
  3.3 轮载的选择  41
  3.4 横向荷位和纵向荷位  41-42
  3.5 江阴大桥铺装层应力分析  42-46
    3.5.1 最大应力、应变分析  42-46
  3.6 江阴大桥铺装层开裂后的受力分析  46-52
    3.6.1 横向开裂时的受力分析  46-47
    3.6.2 纵向开裂时的受力分析  47
    3.6.3 横向纵向裂缝同时存在的受力分析  47-48
    3.6.4 横向纵向裂缝扩展相交时的受力分析  48-49
    3.6.5 几种铺装开裂情况下的综合分析  49-52
第四章 江阴大桥钢桥面铺装车辙病害分析  52-61
  4.1 道路车辙和钢桥面铺装车辙的不同  52
  4.2 钢桥面铺装车辙的影响因素  52-53
    4.2.1 气候与环境条件  52-53
    4.2.2 交通条件  53
    4.2.3 钢桥面铺装混合料的高温稳定性  53
  4.3 江阴大桥钢桥面铺装车辙的形成过程  53-61
第五章 江阴大桥钢桥面铺装局部修复方案  61-67
  5.1 江阴大桥钢桥面铺装局部修复室内试验方案  61
  5.2 车辙试验  61-62
  5.3 极限弯曲试验  62-63
  5.4 拉拔试验  63-64
  5.5 复合梁疲劳试验  64-66
    5.5.1 试件尺寸  64-65
    5.5.2 疲劳试验结果  65-66
  5.6 推荐结构方案  66-67
第六章 结论与进一步设想  67-71
  6.1 结论  67-68
  6.2 进一步设想  68-71
致谢  71-72
读研期间发表的论文  72

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 桥梁构造 > 上部结构 > 桥面铺装
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