纵坡对钢桥面铺装层力学响应的影响

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交通运输研究 ›› 2018, Vol. 4 ›› Issue (3) : 57-63.

安全与环保

纵坡对钢桥面铺装层力学响应的影响

袁海舟,周建珠,陈小兵,柏忠伟,徐利彬

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Influence of Longitudinal Slope on Steel Deck Pavement Mechanical Responses

YUAN Hai-zhou, ZHOU Jian-zhu, CHEN Xiao-bing, BAI Zhong-wei and XU Li-bin

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摘要

为提出大纵坡钢桥面铺装层设计指标，分析了坡道上车辆与桥面的相互作用以及沥青混合料的时温等效特性。在此基础上，采用ABAQUS软件建立了钢桥面铺装局部三维有限元模型。最后，分析了匀速行驶及紧急制动时纵坡对钢桥面铺装层力学响应的影响。结果表明：纵坡对钢桥面铺装层表面最大横向拉应力、层底最大横向剪应力和最大竖向位移几乎无影响；纵坡对钢桥面铺装层表面最大纵向拉应力和层底最大纵向剪应力影响较为显著；相比匀速行驶时，紧急制动时下坡道纵向拉应力及纵向剪应力大幅增大，尤其是纵向剪受力更不利。在大纵坡钢桥面铺装层设计中，计算铺装层表面最大纵向拉应力和层底最大纵向剪应力时必须充分考虑纵坡影响，重点考虑界面抗剪强度。

Abstract

In order to propose the design index of large longitudinal slope steel deck pavement, the interaction between a vehicle and bridge deck on ramp was analyzed. The time-temperature equivalent characteristic of asphalt mixture was analyzed. On this basis, a three-dimensional finite element model of local steel deck pavement was established by using ABAQUS software. Finally, the influence of longitudinal slope on steel deck pavement mechanical responses under uniform speed and emergency braking was analyzed. The results demonstrate that the longitudinal slope has nearly no effect on the maximum transverse tensile stress at the surface, the maximum transverse shear stress at the bottom, together with the maximum vertical displacement, of steel deck pavement. The longitudinal slope has great effect on the maximum longitudinal tensile stress at the surface, as well as the maximum longitudinal shear stress at the bottom, of steel deck pavement. Compared with uniform speed, the longitudinal tensile stress and shear stress of downhill slope increases greatly under emergency braking, especially the longitudinal shear stress is more unfavorable. In the design of large longitudinal slope steel deck pavement, the influence of longitudinal slope must be considered during the calculation of maximum longitudinal tensile stress at the surface and maximum longitudinal shear stress at the bottom. The shear strength of interface should be considered seriously as well.

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袁海舟,周建珠,陈小兵,柏忠伟,徐利彬. 纵坡对钢桥面铺装层力学响应的影响[J]. 交通运输研究. 2018, 4(3): 57-63

YUAN Hai-zhou, ZHOU Jian-zhu, CHEN Xiao-bing, BAI Zhong-wei and XU Li-bin. Influence of Longitudinal Slope on Steel Deck Pavement Mechanical Responses[J]. Transport Research. 2018, 4(3): 57-63

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