【摘要】：近年來,國家對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資力度持續(xù)加強,大量高技術(shù)、高投入及大跨度的跨江河海的大橋先后建成�？绾４髽虻某霈F(xiàn)將大大減少沿海重點城市之間的燃油損耗和出行時間,對促進沿海兩地經(jīng)濟發(fā)展、地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和平衡區(qū)域經(jīng)濟等起著關(guān)鍵作用。在冬季嚴寒且凍融交替的北方地區(qū),跨海大橋除了受到自重、上部活載、海浪、海流、潮汐、風(fēng)等各類因素的作用而影響其耐久性外,還會遭受到冷凍融化循環(huán)作用對跨海橋梁的結(jié)構(gòu)及隔震支座的影響。在海蝕環(huán)境和凍融環(huán)境綜合影響下的跨海大橋,橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)保護層脫落、鋼筋銹蝕、混凝土損傷開裂等腐蝕損害情況遠比內(nèi)陸環(huán)境下的橋梁結(jié)構(gòu)嚴重。國內(nèi)外對高阻尼橡膠隔震支座耐久性研究集中在支座的熱氧化、徐變以及高阻尼橡膠材料方面,且研究范圍多針對內(nèi)陸地區(qū)橋梁而使用的高阻尼橡膠支座,對海洋環(huán)境下橋梁用高阻尼隔震橡膠支座在凍融循環(huán)作用下的劣化研究較少。在凍融循環(huán)交替的冬季環(huán)境下,沿海橋梁結(jié)構(gòu)使用的高阻尼橡膠隔震支座與橋梁主體結(jié)構(gòu)一樣,共同受到海水環(huán)境下凍融循環(huán)的交替作用,因此,對海洋環(huán)境凍融循環(huán)作用下高阻尼橡膠隔震支座的劣化性能研究是十分必要的,成果對高阻尼橡膠支座在近海橋梁工程的應(yīng)用推廣、跨海橋梁全壽命性能評價提供試驗數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)。本文以高阻尼橡膠隔震支座及同批生產(chǎn)加工的高阻尼橡膠材料為主要研究對象,結(jié)合渤海灣冬季實際環(huán)境和試驗室現(xiàn)有的實驗條件,參照國內(nèi)外關(guān)于凍融循環(huán)作用下混凝土、橡膠支座劣化性能的相關(guān)研究,對高阻尼橡膠隔震支座及高阻尼橡膠材料開展試驗室人工加速海水凍融循環(huán)試驗。具體研究內(nèi)容及成果如下:(1)根據(jù)跨海橋梁用高阻尼橡膠隔震支座在渤海灣的實際海洋環(huán)境和凍融循環(huán)氣候條件,參考相關(guān)文獻,分析渤海灣凍融循環(huán)實際環(huán)境與試驗室人工加速凍融循環(huán)試驗的內(nèi)在聯(lián)系,擬定試驗室人工加速凍融循環(huán)試驗方案及試驗工況。(2)對高阻尼橡膠隔震支座和高阻尼橡膠材料同步進行試驗室人工加速海水凍融循環(huán)試驗,定期測定了高阻尼支座和高阻尼橡膠材料的力學(xué)性能。分析了高阻尼橡膠隔震支座與高阻尼橡膠材料的力學(xué)性能隨海洋凍融循環(huán)作用時間過程的變化規(guī)律,并通過對相關(guān)數(shù)據(jù)進行公式擬合,得到高阻尼橡膠材料及支座在海洋凍融循環(huán)作用下性能劣化時變規(guī)律,提出橡膠材料時變本構(gòu)模型參數(shù),以供工程實踐參考。(3)對高阻尼橡膠隔震支座建立ABAQUS有限元模型,利用本文擬合得到的橡膠材料的時變本構(gòu)模型參數(shù),建立高阻尼橡膠隔震支座的力學(xué)性能有限元模型,進一步計算分析高阻尼橡膠隔震支座力學(xué)性能隨海洋凍融循環(huán)作用下時間變化規(guī)律,并與高阻尼橡膠隔震支座在海洋凍融循環(huán)作用下的力學(xué)性能變化規(guī)律的試驗結(jié)果進行對比和驗證,最后綜合分析海水凍融循環(huán)作用下高阻尼橡膠隔震支座的劣化規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U441
【圖文】：

高阻尼橡膠隔震支座在海洋凍融循環(huán)作用下的劣化性能研究- 42.4 3 7 103.4 8.96 5.2橡膠材料試片的設(shè)計究海洋凍融循環(huán)作用下高阻尼橡膠材料力學(xué)性能隨試驗時間的變寸為 150mm×116mm×2mm 的橡膠片 102 片（圖 2-1），其材料與內(nèi)部橡膠層材料屬于同一批次的橡膠材料，各取 51 片橡膠片分海水浸泡下的凍融循環(huán)試驗，試驗期間每 20 次凍融循環(huán)取 3 片驗結(jié)束后對高阻尼橡膠片進行硬度、厚度、及力學(xué)性能試驗。

圖 2-2 試驗室拉壓剪試驗設(shè)備料的力學(xué)性能測試，本文參照國家標(biāo)準(zhǔn) 試；橡膠材料的拉伸基本力學(xué)性能應(yīng)按照 G性能測定安排在華南理工大學(xué)材料科學(xué)與座力學(xué)性能測試方案進行豎向壓縮性能測試時，本文參考國家規(guī)器，采用正弦波加載且加載速率為 10KN/往復(fù)加載 4 次，最大加載壓力 P 為 6MPa，完成后將會獲得類似圖 2-4 所示的力與位移

圖 2-2 試驗室拉壓剪試驗設(shè)備膠材料的力學(xué)性能測試，本文參照國家標(biāo)準(zhǔn) 法測試；橡膠材料的拉伸基本力學(xué)性能應(yīng)按照 G的基本性能測定安排在華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工膠支座力學(xué)性能測試方案性能支座進行豎向壓縮性能測試時，本文參考國家規(guī)范傳感器，采用正弦波加載且加載速率為 10KN/sMPa 往復(fù)加載 4 次，最大加載壓力 P 為 6MPa，采測試完成后將會獲得類似圖 2-4 所示的力與位移

【參考文獻】

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1 張黎紅;�；哿�;尹遠淵;李瀟瀟;;近百年大連市氣溫、降水變化特征[J];冰川凍土;2015年06期

2 劉桐義;劉志邦;朱紅;杜志國;楊曉波;吳楊;;1951—2013年營口市冬季氣溫變化趨勢分析[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2015年17期

3 陳彥江;郭凱敏;李勇;陳飛;;橋梁高阻尼隔震橡膠支座性能試驗研究[J];振動與沖擊;2015年09期

4 沈朝勇;馬玉宏;黃襄云;林佳;;超高阻尼隔震橡膠支座的頻率相關(guān)性試驗研究[J];土木工程學(xué)報;2014年S1期

5 危銀濤;方慶紅;金狀兵;馮希金;;填充橡膠本構(gòu)模型研究進展[J];高分子通報;2014年05期

6 朱宏平;周方圓;袁涌;;建筑隔震結(jié)構(gòu)研究進展與分析[J];工程力學(xué);2014年03期

7 張延年;單春紅;鄭怡;沈小俊;高飛;熊衛(wèi)士;;凍融條件下公路橋梁板式圓形氯丁橡膠支座力學(xué)性能試驗[J];工業(yè)建筑;2013年S1期

8 沈朝勇;周福霖;崔杰;黃襄云;莊學(xué)真;馬玉宏;;高阻尼隔震橡膠支座的相關(guān)性試驗研究及其參數(shù)取值分析[J];地震工程與工程振動;2012年06期

9 沈朝勇;周福霖;溫留漢·黑沙;馬玉宏;陳洋洋;;不同橋梁隔震橡膠支座力學(xué)性能對比試驗研究[J];土木工程學(xué)報;2012年S1期

10 許冬華;吳華豐;王建芬;;環(huán)境溫度對氯丁橡膠支座壓剪性能試驗的影響[J];公路;2010年01期

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1 王曄;梁濤;黃巖;;錦州溫度變化特征分析[A];S6 大氣成分與天氣氣候變化[C];2012年

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1 石巖;減隔震橋梁性能設(shè)計方法及環(huán)境影響因素研究[D];大連海事大學(xué);2015年

2 曾德民;橡膠隔震支座的剛度特征與隔震建筑的性能試驗研究[D];中國建筑科學(xué)研究院;2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 姜春環(huán);高阻尼橡膠支座力學(xué)性能及其應(yīng)用研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2016年

2 高揚建樹;分子量和硫化體系與天然橡膠結(jié)晶行為的關(guān)系研究[D];海南大學(xué);2015年

3 單春紅;凍融及熱老化條件下氯丁橡膠支座受力性能研究[D];沈陽建筑大學(xué);2013年

本文編號：2788176