桥梁伸缩缝跳车冲击荷载计算方法与模型实验

为实测移动车辆对桥梁伸缩缝的冲击荷载,防止桥梁伸缩缝在这种冲击荷载作用下发生早期损坏,制作了缩尺比例为1/30的汽车与桥梁实验模型,进行模型汽车通过模型桥梁的实验研究.针对车轮经过桥梁伸缩缝时,轮胎与路面的接触长度发生改变,提出了两种改进的伸缩缝跳车冲击力计算方法,分别为改进的假设轮底运动轨迹计算方法和改进的分布式弹簧-阻尼单元计算方法.然后,通过数值计算与缩尺模型实验进行了结果比较.最后,基于改进的分布式弹簧-阻尼单元,对三轴载重汽车对单缝式伸缩缝的冲击荷载进行了数值模拟与参数分析.结果表明:改进算法得到的伸缩缝冲击荷载与实测值更为接近,冲击荷载算法有必要考虑轮胎与路面接触长度的改变;车轮荷载的最大冲击系数超过桥梁设计规范的容许值,通过调整伸缩缝的开口宽度可以将其控制在容许范围内.

考虑正负弯曲的连续桥面简支梁桥力学分析与结构优化

连续桥面简支梁桥的桥面连续段是结构受力的薄弱部位,容易出现开裂、渗水等问题,因此有必要对连续桥面段的力学性能进行详细分析.本文首先建立了包含主梁与桥面连续段的有限元分析模型,然后根据常见桥梁受力状况,确定最不利汽车荷载工况时,连续桥面段的最大负弯矩、温度梯度工况下连续桥面段的最大正弯矩.再分别求解最大正、负弯矩作用下的连续桥面段的应力应变,发现汽车荷载下的连接桥面段顶部受拉,温度梯度下的连接桥面段底部受拉,最大拉应力都可能超过普通混凝土的拉伸强度.最后通过增加脱黏区长度、采用超高性能混凝土材料(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)等改进措施,对连续桥面段进行结构优化,减小了最大应力,使连续桥面板安全耐久.