随着我国交通事业的迅猛发展,近十年来大跨径桥梁的建设也进入了高峰时期。为了减小桥梁自重和增大跨径,大多数钢桥的桥面板一般采用正交异性钢桥面板。由于桥面铺装不同于普通的高等级路面,它结构特殊,所处位置受到外界气候和温度的影响很大,所以很容易产生各种病害。桥面铺装技术是大跨径桥梁建设的关键性技术之一,国内外对桥面铺装问题,从材料的研制,正交异性钢板的结构优化,以及施工工艺的改进等各方面,都进行了深入的研究,对桥面铺装设计和工程实践都具有重要的意义。 本文以润扬长江公路大桥为背景,对大跨径钢桥面铺装进行力学分析。具体分析时,将钢板、梯形加劲肋、铺装层和横隔板作为一个统一铺装体系进行研究,并采用三维有限元分析软件对其进行受力分析。首先,建立正交异性钢桥面铺装体系力学分析模型,分析桥面铺装在车辆荷载作用下的受力特性及破坏类型,确定最不利荷位,并研究正交异性钢桥面铺装层的应力应变分布变化规律,提出桥面铺装设计的相关指标;同时,考虑到沥青混凝土在荷载作用下的变形呈现弹塑性特性,研究了钢桥面铺装层沥青混合料为多线性等向强化特性材料时铺装体系的受力特性;其次,将以一定的速度移动的车辆荷载对钢桥面铺装层的受力影响进行数值模拟,分析铺装体系在不同车速行驶的车辆移动荷载作用下的受力特性;最后,通过对大跨径钢桥面铺装体系的钢箱梁正交异性面板几何尺寸、铺装层厚度、铺装层材料的弹性模量等因素进行优化分析,得到钢桥面铺装结构设计的优化参数。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。