鋼箱梁橋面鋪裝層材料與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計研究.pdf

1、鋼橋面鋪裝是大跨徑鋼箱梁橋建設的關(guān)鍵技術(shù)之一，一直受到國內(nèi)外學術(shù)界和工程界的高度重視與關(guān)注，國內(nèi)自20世紀90年代起開始興起建設大跨徑鋼箱梁橋的熱潮，但從已建成的數(shù)十座鋼箱梁橋的使用狀況看來，目前尚未形成行之有效的鋪裝層材料與結(jié)構(gòu)，在遠達不到設計使用年限就發(fā)生推移、擁包、破損等病害，鋼箱梁橋面鋪裝至今仍是一項世界性技術(shù)難題。 本文首先對國內(nèi)外鋼箱梁橋面鋪裝技術(shù)進行了總結(jié)歸納，并深入分析了鋼箱梁橋面鋪裝的受力特點、功能要求、常見破

2、壞形態(tài)及病害原因，在此基礎之上提出了兩類新型的鋼箱梁橋面鋪裝材料與結(jié)構(gòu)技術(shù)方案：柔性鋪裝層材料的鋪裝結(jié)構(gòu)方案，即雙層高粘度改性瀝青制備的SMA并且進行鋪裝下面層與鋼橋面板界面粗糙化處理、下面層采用高粘度改性瀝青制備的澆注式瀝青混凝土與上面層高粘度改性瀝青SMA13、下面層環(huán)氧瀝青混凝土與上面層高粘度改性瀝青SMA13和基于輕質(zhì)混凝土剛性下面層鋪裝層材料的鋪裝結(jié)構(gòu)方案，即采用輕質(zhì)高韌混凝土作為鋪裝下面層，并在鋼橋面板上焊釘剪力連接件、綁扎

3、鋼筋網(wǎng)，從而提高鋪裝結(jié)構(gòu)層與鋼橋面板協(xié)調(diào)變形性能。 借助通用有限元分析軟件ANSYS對以上兩種類型的鋼箱梁橋面鋪裝結(jié)構(gòu)體系建立了力學分析的三維有限元模型，并從理論上對本文提出的鋪裝方案進行了可行性分析，以鋪裝層表面最大橫向拉應力(σ)和鋪裝下面層與鋼橋面板間的層間橫向最大剪應力(τ<,xmax>)為力學控制指標，結(jié)合室內(nèi)界面拉拔試驗和垂直剪切試驗的測試結(jié)果，本文提出的方案具有很好的適應性。 采用高粘度改性瀝青

4、和混雜纖維復合增強增韌技術(shù)，改善了SMA瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性和其它路用性能，優(yōu)化設計出適宜大跨徑鋼箱梁橋面鋪裝設計要求的具備優(yōu)異性能的瀝青混合料；借助鋼纖維、有機纖維和聚合物等先進水泥基復合增韌增強技術(shù)對輕質(zhì)混凝土脆性大的突出問題進行增韌研究，并同時對其基本物理力學性能和工作性能進行了研究，制備出了適宜鋼箱梁橋面鋪裝設計要求的、與鋼橋面板具有協(xié)調(diào)變形性能的、集結(jié)構(gòu)與功能為一體的高韌輕質(zhì)混凝土；并研究了復合小梁靜載