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伴随着我国高速公路和城市快速路的蓬勃发展,公路桥梁和城市立交桥的数量也日益增多,逐渐完善的交通设施在国民经济发展中发挥了重要的作用。然而随着交通量和重型车辆的急剧增加,许多桥梁在远未达到设计寿命时,桥面铺装就出现了裂缝、拥包、车辙、碎裂、脱离等诸多病害现象,使桥梁的稳定性、安全性和美观性均受到了影响。
通过现场调查发现,刚性桥面铺装的破坏原因与桥梁结构、铺装层厚度、铺装材料及铺装施工等多种因素有关。为了具体了解各种因素对刚性桥面铺装的破坏作用,本文从室内试验、室外实桥试验及相应的数值模拟分析等方面进行了深入研究,以期探明刚性桥面铺装的破坏机理,为刚性桥面铺装的设计和施工提供建议和指导。具体完成了以下几方面的工作:
1.刚性桥面铺装破坏分析的试验研究
室内试验主要考虑铺装层内存在裂缝、缺陷及桥面板与铺装层间出现夹层等三种形式对铺装层的破坏影响。此外,还对室外良口大桥进行实桥静载试验,研究桥面板结构及铺装结构对铺装层的破坏影响。
2.数值模拟分析
通过计算机仿真来模拟大量的结构试验,可以弥补试验数量的不足,本文利用ANSYS有限元软件,在室内试验及室外试验的基础上,研究了铺装层材料刚性、厚度、裂缝、缺陷、层间状态的改变及桥面板构造对铺装层的破坏影响。
3.刚性桥面铺装破坏机理分析
通过上述试验研究和数值模拟分析,得出一些刚性桥面铺装的破坏规律,并据此对桥面铺装的设计和施工提供一些建议。