基于移动荷载的双层SMA钢桥面铺装结构研究

王礼根^*，许文斌

(安徽省交通勘察设计院有限公司，安徽 合肥 230000)

摘　要：为揭示罗埠大桥双层SMA铺装层早期病害原因，利用ABAQUS有限元分析软件对钢桥面建立了三维有限元模型，并施加了移动荷载，首先研究了沿行车纵向各典型位置处双层SMA铺装层力学响应，对比分析找出了力学指标的最不利断面;然后研究了3种具有代表性的荷载移动带下双层SMA铺装层力学指标沿横向和竖向的分布规律，揭示了力学指标的最不利位置;最后，基于双层SMA铺装层早期病害原因，对其进行了有针对性的结构优化，进一步对比研究了设置缓冲层的双层SMA铺装层力学响应，并验证了优化后的双层SMA铺装层具有较好的力学结构性能。研究表明：双层SMA铺装层层间滑移病害主要是层间剪应力的“揉搓”作用导致。该“揉搓”作用具有方向相反且峰值间隔时间极短的特点;双层SMA铺装层与钢桥面层间接触条件的恶化，会加速双层SMA铺装层的疲劳开裂，摩擦系数每降低0.2，沥青层拉应变平均增加3.26%;设置缓冲层的双层SMA铺装层层间和自身受剪情况较优化前，有着较为明显的改善;在同等工况下，优化后的双层SMA铺装层层间剪应力和沥青层最大剪应力分别较优化前减少了25%～30%和12%～16%。

关键词：道路工程;钢桥面铺装;结构优化;数值模拟;移动荷载