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1、 （申请工学硕士学位论文）（申请工学硕士学位论文） 高强轻质混凝土钢桥面铺装结构层 的参数分析高强轻质混凝土钢桥面铺装结构层 的参数分析 培养单位：土木工程与建筑学院 学科专业：桥梁与隧道工程培养单位：土木工程与建筑学院 学科专业：桥梁与隧道工程 研 究 生：曹玉贵 指导教师：刘沐宇 教 授 研 究 生：曹玉贵 指导教师：刘沐宇 教 授 2009 年年 5 月月高强轻质混凝土钢桥面铺装层结构参数分析高强轻质混凝土钢桥面铺装层结构参数分析曹玉贵武汉理工大学曹玉贵武汉理工大学独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的
2、地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一起工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了感谢。 签名： 日期： 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 签名： 导师签名： 日期： 分类号 密 级 UDC 学校代码 10497 学学 位位 论论 文文 题 目 高强轻质混凝土钢桥面铺装结构层的参数分析高强轻质混凝土钢桥面铺
3、装结构层的参数分析 英 文 Analysis the structural parameters of High Strength 题 目 lightweight Concrete Steel Bridge Deck Pavement 研究生姓名 曹 玉 贵曹 玉 贵 姓名 刘沐宇刘沐宇 职称 教授教授 学位 博士博士 单位名称 土木工程与建筑学院土木工程与建筑学院 邮编 430070 申请学位级别 硕 士硕 士 学科专业名称 桥梁与隧道工程桥梁与隧道工程 论文提交日期 2009 年 5 月 2009 年 5 月 论文答辩日期 2009 年 6 月2009 年 6 月 学位授予单位 武汉理工大
4、学武汉理工大学 学位授予日期 答辩委员会主席 评阅人 2009 年 5 月指导教师 武汉理工大学硕士学位论文 I摘 要 钢桥面铺装是桥梁工程的一项高难度的关键技术，一直受到国内外学术界和工程界的高度重视与关注。从国内外的研究和桥梁的建设情况来看，钢桥面铺装层一般在通车 12 年内就普遍出现推移、拥包、开裂等病害，严重影响了桥梁的使用性能，因此，有必要从桥梁结构特性入手，分析钢桥面铺装层的力学特性与铺装层结构的相关参数的对应关系，从而为铺装层的设计提供理论依据。 本文在总结中外学者研究成果和外国设计规范的基础上，结合我国大跨度正交异性钢箱梁的桥面铺装的工程实践，采用有限元理论，系统的对高强轻质混
5、凝土铺装层的钢桥面铺装结构和沥青混凝土钢桥面铺装结构的力学性能进行对比分析，并据随机变量与自变量之间的多元线性回归数学模型对铺装层力学参数指标进行线性回归，得到铺装层结构应力值的回归公式。具体的说，本文主要进行了以下几个方面的工作: (1)研究了钢箱梁桥面铺装在桥梁工程结构中的发展历史、应用现状、以及存在的关键技术问题，阐述了钢桥面铺装层破坏的主要形式及产生破坏的原因; (2)利用本课题组研究的新型高强轻质混凝土钢桥面铺装层结构与目前通用的沥青混凝土钢桥面铺装结构进行对比分析。在水平和竖直状态作用下，铺装层结构(I)都比铺装层结构(II)的最大拉应力小 0.4 Mpa，而且铺装层结构(I)的底
6、面剪应力也相对较小，证明高强轻质混凝土钢桥面铺装层结构能够有效的解决桥面铺装层中出现的推移、拥包等问题； (3)采用有限元的计算方法,分别从铺装层厚度、剪力件直径、钢筋网的布置方式以及剪力件的布置方式等方面,对新型铺装结构进行受力分析，结果表明：刚性下面层厚度为 6cm，沥青上面层厚度为 2cm，剪力件直径为 12mm，钢筋网间距为 150mm 的铺装结构可以显著降低铺装层与钢板间的剪应力、铺装层表面的拉应力。 (4)探讨了在不同荷载状态作用下，铺装层结构的力学指标参数，并提出了铺装层表面拉应力及铺装层底面剪应力的拟合公式： ln(qx) = -1.3811ln(Tq)-0.0097ln(dq
7、)+0.0062ln(Jq)+0.0064ln(Gq)+17.187 ln(qy) = -0.5798ln(Tq)-0.0044ln(dq)+0.0013 ln(Jq)-0.0016ln(Gq)+ 14.1657 ln(q) = -0.0427ln(Tq) -0.0077ln(dq)-0.001ln(Jq)-0.0002ln(Gq) +12.5557 武汉理工大学硕士学位论文 II这可以简捷、有效的对新型钢桥面铺装层结构应力值的进行计算。 本文的分析结果可以用于桥梁和桥面铺装层的设计，也可以为进一步分析桥面铺装问题提供理论参考。 关键词关键词: 桥面铺装;正交试验;应力回归;有限元;对比分析
8、武汉理工大学硕士学位论文 IIIAbstract Steel deck pavement is one of the key technologies in the construction of large-span steel girder bridge and has been highly valued and concered by the world of academics and engineers at home and abroad. Study from home and abroad, as well as the construction of the bridge
9、situation.Steel deck pavement layer often has diseases of sliding cracking and swell in the opening of 12 years, which has seriously affected the performance of bridges. In order to provide a theoretic basis for the bridge system design,it is necessary to start from the characteristics of the bridge
10、 structure, analysis of steel bridge deck pavement layer and the mechanical properties of the pavement structure of the correspondence between the relevant parameters. In this dissertation, the local stability of orthotropic steel box girder is systematically studied on the basis of researcher achie
11、vements and design specifications home and abroad, High strength lightweight concrete steel bridge deck pavement and asphalt concrete pavement structural steel bridge deck structure of a comparative analysis of mechanical properties,by finite element method.And according to a random variable between
12、 independent variables and multiple linear regression mathematical model of the mechanical parameters of Pavement indicators linear regression,we get the regression formula for stress of pavement layer structure. The main contents of this dissertation are described as follows: 1.the history, the sta
13、te of the art in bridge engineering and technical problems of orthotropic steel box girder are investigated. Discussed the main form damage of steel deck pavement and the main reasons of causing steel deck pavement damage. 2.The new steel bridge deck pavement layer structure was compared with the th
14、e asphalt concrete steel bridge deck pavement structure. In the state of horizontal and vertical, the maximum tensile stress of the pavement structure (I) than the pavement structure (II) is small 0.4 Mpa, and the pavement structure (I) of the bottom shear stress is relatively small.Proved that new
15、steel bridge deck pavement layer structure can effectively solve the diseases of sliding cracking and swell and so on. 3.The FEM is used to analyze the mechanical characteristics of steel bridge 武汉理工大学硕士学位论文 IVpavement， from pavement thickness、 shear piece diameter、 Reinforced network layout and shear pieces layout. The results showed that:the pavement structure with the parameters of thickness of rigid layer below 6cm, thickness of asphalt layer above 2cm, shear case diameter 12mm, spacin
