公路路桥过渡段路面—车辆动力相互作用特性的研究.pdf

中南大学
硕士学位论文
公路路桥过渡段路面—车辆动力相互作用特性的研究
姓名:陈修平
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:魏红卫
20090501
摘要随着行车速度的不断提高,交通密度的不断增加,荷载的不断加渡段是一个动力相互作用的过程,路桥过渡段纵向差异沉降引起车辆力特性,本文基于现场调查、理论分析和数值计算,研究车辆动荷载重,对高等级公路路桥过渡段的要求越来越高。实际上车辆与路桥过的振动,车辆又对路面施加以动力荷载。为了全面分析路桥过渡段动的变化规律和计算标准以及车辆荷载作用下路桥过渡段路面的动态响应特性,主要研究内容和成果如下:⒘街值湫吐非殴啥谓峁沟钠矫娣治瞿P停擞糜邢薏分法,研究路桥过渡段工后沉降随时间变化的规律以及路桥过渡段沿纵向差异沉降的变化关系。ü月非殴啥巫荻厦娉两导扑闱叩哪夂希⒂胧导使程调查结果进行对比分析,证实了可以用双曲线拟合,并提出了描述纵向差异沉降的双曲线模型。诔盗菊穸P秃驼穸匠蹋ü齅砑喑碳扑分析了由过渡段纵向差异沉降引起的车辆动荷载,并探讨了车辆动荷载和动荷载系数与路桥过渡段结构参数、轮胎阻尼、车速、载重、桥长之间的关系。⒙非殴啥稳邢拊6δP停捎贸S糜邢拊H砑治雎坊访娓鹘峁共悴煌岬愦υ诔盗径稍刈饔孟碌亩位移、动应力、动应变和剪应力,并着重分析了水平荷载、车速和载重对路面动力特性的影响。ü约扑愕贸龅穆访嫔杓浦副曛到醒樗悖教至肆で嗦面设计规范规定的设计指标,并对沥青路面的合理设计提出了建议。关键词路桥过渡段,车辆动荷载,动态响应,三维有限元,设计指标
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雠嗍卑年上月翌日醐:鼍旺膛日原创性声明学位论文版权使用授权书本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名:本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。导师签名
第一章绪论帚一早珀下匕课题的提出及研究意义随着我国高等级公路的迅速发展,涵洞、通道、桥梁等构造物在公路里程中所占比例越来越大,平均每公里有啵鞘怯跋煨谐蛋踩院褪媸市缘一个重要环节。而高等级公路必须以安全、可靠和舒适为前提,保持路桥过渡段路面的平顺性是必不可少的条件。因此车辆与路桥过渡段的动力相互作用问题越路桥过渡段差异沉降是引起桥头跳车的重要原因,对行车快速、安全性、舒适性影响极大。严重时会使路面产生局部凹陷,甚至出现错台,并可能导致交通事故。一般认为导致桥头跳车的路桥过渡段差异沉降的因素大概有以下几个方面:ū程钔猎谧灾睾徒煌ㄑ泛稍刈饔孟虏苄岳刍湫危禾ū程钔裂实不足在自然环境下都会导致进一步沉降,并且在交通荷载作用下都将发生一定量的塑性变形。但是由于桥台沉降很小,与之相邻的台背填土发生的沉降对比之下就很明显。ū车鼗两担赫獠糠殖两涤氲鼗灾屎推渖系奶钔粮叨扔泄兀在软土地基或高路堤的填土荷载较大时,由于土体固结的时间较长,如果预压时间不足,其沉降量一般都不能忽视,它们在台背的总沉降中占的比例往往会很大,因此在某些情况下地基的正确处理亦是控制桥头跳车的重点。盘ㄓ胩ê筇土连接处的刚度差异:由于桥涵结构物具有较大的刚性,而台后路基和路面组成的道路属于刚性或柔性结构。公路建成后,随着时间的推移,台后填土产生较大的固结变形,与其相比,桥台基础产生的沉降变形相对小得多。当二者的相对沉降差达到一定程度时,搭板出现沉降或断裂,在台后便出现跳车现象。杓或者施工的原因】:比如设计桥台的类型,压实方式,设计不合理的搭板、接缝,度慢造成桥涵台后不能及时填土等其它原因也会造成桥头跳车现象。生相当大的局部应力,造成过渡段路面的局部破坏,同时在车辆动荷载的作用下可能造成台后填土的滑动或坍塌。实际上,车辆与路面是一个相互作用的过程,来越受到人们的重视。以及设计不合理的地基处理方法等;另外也有施工方面的原因,比如台后填土范围小,压路机工作面受到限制,紧靠台背部分填土往往达不到压实度的要求;再者,施工单位管理不当、路基填料未按要求处理或立柱施工顺序安排涵洞盖板进车辆经过路桥过渡段时由于路桥过渡段的差异沉降引起附加动荷载,桥头路面在附加动荷载作用下,变形来不及扩展到被冲击路面