钢筋混凝土梁桥柔性铺装工作状态有限元分析-市政工程专业论文.docxVIP

大连理T大学硕十学位论文摘 大连理T大学硕十学位论文 摘 要 处于自然环境中的桥面柔性铺装体系，同时承受车辆轮载和外界温度作用，既是桥 梁结构的受力层，又是保护层。良好的铺装层设计不仅可以提供足够的承载力，而且可 提高桥梁结构耐久性，延长桥梁的使用寿命。 本文应用有限元软件ANSYS的三维结构单元，对钢筋混凝土桥双层柔性铺装体系 在环境条件下的工作状态进行了数值模拟研究。对其在荷载作用下的受力状态，及铺装 层温度在气温、辐射作用下的分布情况进行了计算。在此基础上，研究了温度日变化对 双层铺装体系位移，应力，应变的影响，并与常温下的计算结果进行对比分析。 固定温度时荷载作用下的有限元受力分析的结果表明，铺装层表面拉应力、层内剪 应力是造成铺装层破坏的主要因素。在变化的气温作用下，铺装层的温度变化幅度高于 周围环境气温的变化幅度。周期性变化的温度一方面会影响铺装层的弹性模量；另一方 面造成温度梯度的变化，影响铺装上下层刚度比。在变温条件影响下的荷载作用受力分 析结果表明，由于材料感温性，变温条件使铺装层的受力情况发生明显变化，铺装层剪 应力、拉应力、拉应变、压应变的极值比按固定温度20℃计算的值大。一天内即一个温 度循环周期内，应变、位移的变化幅度较大，峰值在高温时出现。一个温度循环周期内， 应力变化幅度较小，最大拉应力受温度影响最为显著，其次为剪应力。因此，在对桥面 铺装结构进行分析时，应考虑温度变化的影响，对固定温度下的桥面铺装计算结果进行 修正，以符合实际情况。 通过对静态、动态阶段改进车辙试验有限元方法模拟的应变结果与改进车辙试验应 变片实测值的比较可以发现，弹性阶段的有限元模拟能反映动态轮载作用下的铺装层变 形规律，Time H缸dmg型蠕变方程的模拟的计算结果与静载持荷阶段的应变接近。采 用ANSYS提供的Drucker-Prager准则对沥青混凝土铺装层的塑性阶段进行模拟可以发 现，塑性阶段的应变明显高于弹性阶段。 关键词：桥面铺装；温度分布；荷载作用；有限元 钢筋混凝十梁桥柔性铺装工作状态有限元分析The 钢筋混凝十梁桥柔性铺装工作状态有限元分析 The FEM Analysis on Asphalt Pavement Working Condition of Reinforced Concrect Bridge Absl：raet n心bridge deck pavement system,which is bearing the vehicle load and stmounding environment,is the structural layer and protecting layer of the bridge．Proper design of the bridge deck pavement will provide印ough capability for bearing the load，improve the durability ofdeck and prolong the ScIWiCe period ofbridge． In this thesis，the working condition under environment oftwo layer asphalt bridge deck pavement is analyzed by the FEM sottware ANSY$．n璩strcs．s and strain distribution under force,the temperature distribution under varied air temperature and radiations are calculated． On the-∞bases．the affects ofthe pavement temperature changes are analyzed． From the FEM result in constant temperature,the maximum shear stress and the n埔xiIIlum tensile stress result in destroy of bridge deck majorly．Under various air tmpcrature，the pavement temperature amplitude is larger the air temperature．In Olle hand, the temperature change of pavement affects the Young’s Modulus．in anotlacr the gradient of temperature