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桥头搭板受力特性及适应性

俞永华 谢永利 杨晓华

俞永华, 谢永利, 杨晓华. 桥头搭板受力特性及适应性[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(3): 51-56.
引用本文: 俞永华, 谢永利, 杨晓华. 桥头搭板受力特性及适应性[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(3): 51-56.
YU Yong-hua, XIE Yong-li, YANG Xiao-hua. Mechanics property and adaptability of approach slab[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(3): 51-56.
Citation: YU Yong-hua, XIE Yong-li, YANG Xiao-hua. Mechanics property and adaptability of approach slab[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(3): 51-56.

桥头搭板受力特性及适应性

基金项目: 

国家西部交通建设科研项目 200l 318 812 59

详细信息
    作者简介:

    俞永华(1977-),男,浙江诸暨人,中国公路工程咨询总公司工程师,工学博士,从事特殊路基工程研究

  • 中图分类号: U441

Mechanics property and adaptability of approach slab

More Information
  • 摘要: 运用MARC软件, 通过研编用户子程序模拟车辆的移动荷载, 应用迭代接触算法Contact和单元生死技术模拟搭板与填土之间接触和脱空的不同受力状态, 并基于均匀沉降和不均匀沉降两种地基模式, 考虑搭板受力和变形的耦合, 分析了搭板的受力特性和适应性。当脱空长度在1.08 m范围内时, 板底弯拉应力值与完全弹性支承时相等, 但随着脱空长度的继续增大而显著增大, 完全脱空时板底弯拉应力与简支板相等, 板底最大弯拉应力的荷载作用位置在桥台与1/2板长之间。搭板对地基沉降的适应性表现为: 长度6 m的搭板适用于处理地基沉降在3 cm以内的桥头路段; 8 m长度的搭板适用于处理地基沉降在4 cm以内的桥头路段, 而10 m搭板适用于处理地基沉降在5 cm以内的桥头路段。

     

  • 图  1  搭板三维计算模型

    Figure  1.  3-D computation model of approach slab

    图  2  搭板弯拉应力曲线

    Figure  2.  Flexural-tensile stress curves of slab

    图  3  局部脱空时板底应力曲线

    Figure  3.  Flexural-tensile stress curves of slab in part separation

    图  4  路基顶面竖向反力曲线

    Figure  4.  Vertical stress curves of subgrade surface

    图  5  搭板弯拉应力曲线

    Figure  5.  Flexural-tensile stress curves of slab

    图  6  路基顶面沉降曲线

    Figure  6.  Settlement curves of subgrade surface

    图  7  搭板弯拉应力曲线

    Figure  7.  Flexural-tensile stress curves of slab

    表  1  计算参数

    Table  1.   Computation Parameters

    材料 参数
    弹性模量/MPa 泊松比 密度/ (kg·m-3)
    路堤填土 50.0 0.35 2 000
    搭板 2.8×104 0.15 2 400
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    表  2  搭板弯曲应力

    Table  2.   Flexural stress of slab

    板长为6 m
    脱空区长度/m 0 1.08 2.16 3.24 4.32 完全脱空 简支板
    σmax/MPa 1.620 1.620 1.850 2.330 3.000 4.080 4.125
    σmin/MPa -1.836 -1.836 -2.067 -2.522 -3.145 -4.196 -4.228
    荷载距桥台距离/m 1.62~1.89 1.62~1.89 1.62~1.89 1.89~2.16 2.16~2.43 3.00 2.16~2.43
    板长为8 m
    脱空区长度/m 0 1.08 2.16 3.24 4.32 5.13 6.21 完全脱空 简支板
    σmax/MPa 1.210 1.220 1.530 2.100 2.750 3.320 4.360 6.130 6.137
    σmin/MPa -1.301 -1.306 -1.749 -2.312 -2.913 -3.448 -4.460 -6.207 -6.214
    荷载距桥台距离/m 1.62~1.89 1.62~1.89 1.35~1.62 1.62~1.89 2.16~2.43 3.24~3.51 2.70~2.97 4.00 4.00
    板长为10 m
    脱空区长度/m 0 1.08 1.89 3.24 4.05 5.13 6.48 8.10 完全脱空 简支板
    σmax/MPa 1.210 1.160 1.390 2.010 2.370 2.930 3.740 5.220 6.990 6.987
    σmin/MPa -1.254 -1.212 -1.441 -2.074 -2.913 -2.980 -3.787 -5.267 -7.031 -7.030
    荷载距桥台距离/m 1.62~1.89 1.62~1.89 1.62~1.89 1.62~1.89 2.16~2.43 2.43~2. 70 3.24~3.51 4.05~4.32 5.00 5.00
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    表  3  纵坡变化率

    Table  3.   Longitudinal gradient change ratio

    板长为6 m
    地基沉降/cm 0 2 4 6 8 10
    纵坡变化率/% 0.100 0.462 0.807 1.151 1.495 1.830
    板长为8 m
    地基沉降/cm 0 2 4 6 8 10
    纵坡变化率/% 0.122 0.350 0.606 0.860 1.110 1.360
    板长为10 m
    地基沉降/cm 0 2 4 6 8 10
    纵坡变化率/% 0.076 0.282 0.490 0.694 0.895 1.095
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  • 收稿日期:  2005-10-17
  • 刊出日期:  2006-09-25

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