【摘要】：公路橋梁伸縮縫是橋梁結(jié)構(gòu)中最薄弱的構(gòu)件之一。由于其直接承受車輪荷載、混凝土收縮徐變、溫度變化、大氣和雨水污染等外界不利因素的作用,橋梁伸縮縫很容易遭受破壞,導(dǎo)致漏水、腐蝕和橋頭跳車等現(xiàn)象。這不僅影響橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命和路面美觀,還影響人們出行的舒適性和安全性。因此,如何有效切實(shí)提高橋梁伸縮縫的使用壽命或采用無(wú)伸縮縫橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)是從事橋梁科研、設(shè)計(jì)和養(yǎng)護(hù)管理科學(xué)工作者面臨的重要研究課題之一。本文以著者自主研發(fā)的高強(qiáng)抗裂性彈性混凝土復(fù)合材料和應(yīng)力吸收層結(jié)構(gòu)為載體,提出無(wú)伸縮縫橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)體系。無(wú)縫橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)在于相鄰兩跨處的連接方式和連接材料、結(jié)構(gòu)的性能。本文針對(duì)無(wú)縫橋面的受力特點(diǎn),通過(guò)材料試驗(yàn)研發(fā)了適用于無(wú)伸縮縫橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)抗裂性彈性混凝土復(fù)合材料以及應(yīng)力吸收層結(jié)構(gòu),得到兩種材料的最佳配合比,利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)科學(xué)手段歸納出新材料和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、彈性模量以及應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系等力學(xué)特性。文章闡述了橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)方法,根據(jù)規(guī)范推導(dǎo)了橋梁伸縮裝置伸縮量的計(jì)算公式,對(duì)高強(qiáng)抗裂性彈性混凝土內(nèi)部的受力和負(fù)彎矩大小進(jìn)行了探討,總結(jié)出了高強(qiáng)抗裂性彈性混凝土的長(zhǎng)度公式。通過(guò)荷載試驗(yàn)驗(yàn)證了本論文提出的無(wú)伸縮縫橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)體系在溫度荷載作用下的受力與變形特性。除此之外,本文根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖紙,用高強(qiáng)抗裂性彈性混凝土復(fù)合材料和應(yīng)力吸收層取代不同跨徑的簡(jiǎn)支空心板梁橋的伸縮縫,利用有限元軟件MIDAS FEA對(duì)各種工況進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了多因素影響下橋梁的整體受力以及高強(qiáng)抗裂性彈性混凝土與應(yīng)力吸收層的受力與變形情況。對(duì)比分析各種工況可知:高強(qiáng)抗裂性彈性混凝土和應(yīng)力吸收層不僅有優(yōu)異的裂縫控制能力,而且能有效地吸收或消除主梁在溫度作用下產(chǎn)生的變形,也能抵御豎直方向車輛荷載的作用,提高了橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性;當(dāng)橋梁跨徑一定時(shí),同一荷載工況下主梁跨中的撓度幾乎沒(méi)有發(fā)生變化,證明了無(wú)伸縮縫橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)體系對(duì)整體結(jié)構(gòu)的連續(xù)性沒(méi)有影響;綜合考慮分析結(jié)果,最有利的應(yīng)力吸收層厚度是2cm,長(zhǎng)度是橋梁跨徑的2.5%,高強(qiáng)抗裂性彈性混凝土復(fù)合材料的厚度是5cm。最后,本論文介紹了無(wú)縫橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)在依托工程中的設(shè)計(jì)過(guò)程、施工工藝和施工注意事項(xiàng)等內(nèi)容,為本研究方案以后在實(shí)橋中的應(yīng)用提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
【圖文】：

橋梁伸縮縫破壞及引起的損傷示意圖

2.3 高強(qiáng)抗裂性彈性混凝土復(fù)合材料的力學(xué)性能研究2.3.1 抗壓強(qiáng)度1.試驗(yàn)儀器設(shè)備本試驗(yàn)在黑龍江工程學(xué)院土木工程試驗(yàn)室完成，需要的儀器主要是電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)。本次試驗(yàn)采用的電液伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的最大試驗(yàn)力為 5000kN。2.試驗(yàn)步驟取最佳配合比的高強(qiáng)抗裂性彈性混凝土復(fù)合材料試件測(cè)抗壓強(qiáng)度�？箟簭�(qiáng)度試驗(yàn)嚴(yán)格按照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E30—2005）[50]等規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)。步驟如下：（1）將試件表面清潔干凈，測(cè)量并記錄試件的尺寸；（2）將試件居中擺放在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的下壓板上；（3）開(kāi)啟儀器，均勻加載，采用位移加載的方式控制荷載，觀察試件的破壞形態(tài)和荷載大小，，記錄每一步的結(jié)果，直至試件破壞。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U444;U443.31

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2527988