预制梁与整体化层结合面剪应力分析.pdfVIP

摘 要 随着车辆荷载等级的大幅度提高，桥面铺装和整体化层的破坏以及有关病害已经大 量出现。预制梁和整体化层构件的试验研究就发现它们的结合面往往在整体结构破坏之 前就会沿着结合面开裂。本文根据整体化层和预制梁受力特点，系统地研究了整体化层 结合面的剪应力的分布特点，设法寻找能够判断整体化层结合面发生破坏的方法，使用 简化理论来计算结合面剪应力，并使用有限元方法对计算结果进行验证。具体完成以下 几方面的工作。 （1）对于国内外公路发展状况做了大量调研，发现国内外大量运营公路均发生桥 面铺装的不同程度的破坏，破坏基本体现为铺装层的剥落、推挤和纵向开裂。综合调研 了国内外研究者和研究机构在桥面铺装方面的研究概况，发现他们的主要研究重点在以 下方面：如何确定水泥混凝土的合理设计厚度；如何确定沥青混凝土或水泥混凝土桥面 铺装的铺装厚度和指导性的工程设计方法；研究整体化层作为结构的一部分参与结构受 力时对于承载力的影响；基于试验方法测定整体化层结合面抗拉强度和实用的加固方法 等。 （2 ）基于国内外研究概况，本文试图找到研究预制梁与整体化层结合面剪应力的 方法。首先讨论了预制箱梁的受力特征，比较了传统桥面铺装和整体化层的异同，并定 义了整体化层的概念，研究了整体化层的破坏特征。其次，讨论了断裂力学的概念和断 裂力学研究混凝土开裂的方法。最后，基于整体化层的开裂与混凝土结构中的裂缝发展 相似的原因，将断裂力学研究裂缝的方法运用到整体化层结合面的开裂研究上，并找到 了适合整体化层结合面的剪切力学模型。 （3 ）使用找到的剪切力学模型建立研究整体花层结合面的有限元模型，运用有限 元分析的方法对整体化层结合面进行非线性分析，找到了简支梁整体化层结合面剪应力 分布的规律，发现非线性分析时结合面剪应力要小于线性分析时的结合面剪应力，为找 到整体化层层间剪应力的实用计算方法做准备。 （4 ）使用整体化层结合面线弹性假设，提出了计算整体化层结合面剪应力实用计 算方法，并详细推导了计算过程。最后，在某实际工程条件下，使用有限元分析方法来 比较结合面层间剪应力的计算结果。 关键词：整体化层 预制梁 结合面 剪应力 有限元分析 I Abstract As the vehicle load level increased significantly, the destruction of bridge deck pavement and the integration layer and related diseases has become more. Precast beam and integration layer component in the experimental study has found that they often in the overall structure of joint surface damage before cracking along the joint surface. And precast beam mechanical characteristics based on the integration layer, integration layer was studied systematically combining with the distribution characteristics of shear stress, try to find out to judge integration layer combined with surface damage method, using the simplified theory to calculate the surface shear stress, and finite element method is used to validate the result of the calculation. Complete the following several aspects of the work.