發(fā)布時間：2017-09-12 11:03

  本文關鍵詞：鋼橋面-超薄UHPC-TPO組合鋪裝抗彎疲勞試驗研究

  更多相關文章： 鋼橋面鋪裝 鋼-超薄UHPC-TPO組合結構 抗彎性能 疲勞試驗 疲勞壽命

【摘要】：鋼橋面鋪裝層作為整個鋼橋面結構的重要組成部分,其發(fā)展越來越受到學術界及工程界的重視。針對自重非常敏感的特大跨徑橋梁,本文提出一種鋼-超薄UHPC-TPO組合橋面解決方案。本文是以虎門大橋作為工程背景,擬對鋼-超薄UHPC-TPO鋪裝體系方案的進行抗彎疲勞性能的研究,本論文主要完成了以下工作:開展鋼-超薄UHPC-TPO組合板靜力抗彎試驗研究。試驗結果表明:TPO比UHPC更早呈現(xiàn)非線性特性;當UHPC層裂縫寬度達到0.2mm時,TPO并沒有開裂,仍具有較強的變形能力。組合板破壞時,鋼-UHPC層間滑移較小,最大滑移量為3.12mm;TPO-UHPC界面無明顯變化。采用彈性分析方法計算UHPC的開裂強度為22.08~24.28MPa,大于實橋荷載作用下UHPC頂面橫向拉應力;當UHPC裂縫寬度達到0.05mm時,TPO層無可視裂縫出現(xiàn),TPO開裂強度應超過此時其對應的計算拉應力6.15MPa,遠高于實橋荷載下橫橋向TPO最大拉應力。采用塑性分析方法計算鋼-UHPC-TPO組合板的極限抗彎承載力,與試驗值相比偏大。結合有限元分析方法,對組合板的橫向抗彎疲勞性能進行研究。結果表明:鋼橋面-超薄UHPC-TPO組合鋪裝體系在最不利荷位工況下,有限元計算橫橋向UHPC層最大拉應力6.93MPa,橫橋向TPO層最大拉應力1.04MPa;組合板在UHPC層拉應力范圍為1.9MPa~9.3MPa的疲勞荷載作用下(等效脈動應力為8.5MPa)和UHPC層拉應力范圍為2.9MPa~14.0MPa(等效脈動應力13.2MPa)的疲勞荷載作用下,先后加載200萬次和337萬次,UHPC層表面出現(xiàn)寬度為0.05mm裂縫,TPO表面始終未見裂縫出現(xiàn)。組合板單獨在拉應力范圍為2.9MPa~14.0MPa(等效脈動應力13.2MPa)的疲勞荷載作用下,歷經(jīng)430.1萬次后,UHPC最大裂縫寬度達到0.05mm,TPO仍無可視裂縫出現(xiàn)。TPO顯示出良好的抗裂紋擴展性能;組合板在疲勞試驗前后,剛度分別下降13.1%和9.6%;剩余強度分別下降15%和11%,顯示出良好的抗彎拉疲勞性能。分別采用損傷-斷裂力學方法和Miner線性理論方法建立了鋼-超薄UHPC-TPO組合鋪裝體系疲勞損傷模型并預估鋼橋面-超薄UHPC-TPO組合鋪裝體系的疲勞壽命。
【關鍵詞】：鋼橋面鋪裝 鋼-超薄UHPC-TPO組合結構 抗彎性能 疲勞試驗 疲勞壽命
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U446.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 引言11
• 1.2 正交異性鋼橋面鋪裝體系概述11-17
• 1.2.1 正交異性鋼橋面及其鋪裝體系的結構形式11-13
• 1.2.2 鋼橋面鋪裝體系兩大技術難題13-14
• 1.2.3 正交異性鋼橋面鋪裝體系研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 鋼-超薄UHPC-TPO輕型組合橋面的提出17-21
• 1.3.1 UHPC的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.2 TPO的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3.3 鋼-超薄UHPC-TPO輕型組合橋面簡介20-21
• 1.4 本文主要研究目的與主要研究內(nèi)容21-22
• 1.4.1 本文主要研究目的21
• 1.4.2 本文主要研究內(nèi)容21-22
• 1.5 解決的關鍵問題和創(chuàng)新點22-23
• 1.5.1 解決的關鍵問題22
• 1.5.2 創(chuàng)新點22-23
• 第2章 鋼-UHPC-TPO組合板抗彎靜力試驗研究23-36
• 2.1 引言23
• 2.2 試驗模型的設計與制作23-27
• 2.2.1 試件制作23-25
• 2.2.2 試件材料性能25-27
• 2.3 試驗方案27-28
• 2.3.1 加載方案27
• 2.3.2 測試內(nèi)容與測點布置27-28
• 2.4 試驗結果與分析28-35
• 2.4.1 荷載-撓度曲線28-30
• 2.4.2 開裂強度分析30-31
• 2.4.3 界面滑移分析31-32
• 2.4.4 最大裂縫寬度發(fā)展規(guī)律32-33
• 2.4.5 極限抗彎承載力分析33-35
• 2.5 本章總結35-36
• 第3章 鋼-UHPC-TPO組合板彎拉疲勞性能試驗研究36-54
• 3.1 引言36
• 3.2 輕型組合鋪裝體系有限元分析36-42
• 3.2.1 工程背景36-38
• 3.2.2 有限元單元38-40
• 3.2.3 有限元建模40-42
• 3.2.4 有限元分析42
• 3.3 疲勞試驗42-44
• 3.3.1 加載方案42-43
• 3.3.2 破壞標準43
• 3.3.3 疲勞試驗荷載上下限43-44
• 3.4 疲勞試驗結果與分析44-52
• 3.4.1 疲勞開裂壽命44-45
• 3.4.2 荷載-撓度曲線45-47
• 3.4.3 最大應變變化47-49
• 3.4.4 組合板剩余彎拉強度49-50
• 3.4.5 組合板抗彎剛度50-51
• 3.4.6 疲勞試驗前后最大裂縫寬度51-52
• 3.5 本章總結52-54
• 第4章 鋼-UHPC-TPO組合鋪裝體系疲勞壽命預估54-69
• 4.1 引言54
• 4.2 損傷-斷裂基本理論54-60
• 4.2.1 損傷力學理論54-56
• 4.2.2 斷裂力學理論56-60
• 4.3 傳統(tǒng)的疲勞累積損傷理論60-62
• 4.3.1 線性疲勞累積損傷理論60-61
• 4.3.2 雙線性疲勞累積損傷理論61
• 4.3.3 非線性疲勞累積損傷理論61-62
• 4.4 鋼-超薄UHPC-TPO組合鋪裝體系疲勞特性分析62-67
• 4.4.1 損傷-斷裂力學疲勞損傷模型62-67
• 4.4.2 Miner線性疲勞損傷模型67
• 4.5 本章總結67-69
• 總結與展望69-71
• 參考文獻71-76
• 致謝76-77
• 附錄A (攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄)77

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 盧正宇,梁超,張志宏;廈門海滄大橋鋼橋面鋪裝[J];國外公路;2000年01期

2 羅立峰,鐘鳴,黃成造;鋼橋面鋪裝概述[J];國外公路;2000年04期

3 韓道均,陳仕周;鋼橋面鋪裝技術的研究、實施與總結[J];公路;2001年01期

4 李茂濤,何兆益;鋼橋面鋪裝技術探討[J];重慶交通學院學報;2004年05期

5 劉卓,孫華;澆注式瀝青混凝土鋼橋面鋪裝技術[J];天津建設科技;2005年01期

6 本刊編輯部;;鋼橋面鋪裝技術研究與應用[J];公路交通科技(應用技術版);2008年04期

7 蔡襄;周孔;;嘉閔高架鋼橋面鋪裝設計方法綜述[J];城市道橋與防洪;2010年03期

8 祁德勝;耿偉偉;;鋼橋面瀝青鋪裝病害的原因分析與防治措施[J];甘肅科技;2011年11期

9 孫春林;;潤揚長江公路大橋鋼橋面鋪裝養(yǎng)護維修的監(jiān)理要點[J];華東公路;2013年01期

10 趙朝華;;鋼橋面鋪裝層開裂對鋪裝體系受力影響的數(shù)值分析[J];世界橋梁;2013年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曾勇;張華;陳仕周;;汕頭巖石大橋鋼橋面鋪裝方案及實施[A];中國公路學會橋梁和結構工程學會一九九九年橋梁學術討論會論文集[C];1999年

2 張光輝;張錫祥;巫祖烈;;一種復合材料鋼橋面鋪裝結構的試驗研究[A];重慶力學學會2009年學術年會論文集[C];2009年

3 明圖章;胡光偉;黃衛(wèi);;大跨徑鋼橋面鋪裝體系多目標優(yōu)化設計[A];江蘇省公路學會優(yōu)秀論文集（2006-2008）[C];2009年

4 張健康;胡光偉;俞先江;沈承金;黃衛(wèi);;大跨徑鋼橋面鋪裝體系關鍵技術研究進展[A];江蘇省公路學會優(yōu)秀論文集（2006-2008）[C];2009年

5 韓道均;陳仕周;吳光蓉;李海鷹;;廈門海滄大橋鋼橋面鋪裝技術方案[A];中國公路學會橋梁和結構工程學會一九九九年橋梁學術討論會論文集[C];1999年

6 陳仕周;梁超;陳曉堅;;關于鋼橋面鋪裝技術的研究與發(fā)展[A];中國公路學會橋梁和結構工程學會一九九九年橋梁學術討論會論文集[C];1999年

7 易春龍;丁望星;安云岐;;鋼橋面的長效防腐蝕方案探討[A];第六屆全國表面工程學術會議論文集[C];2006年

8 胡曙光;林漢清;丁慶軍;張鋒;林清;;新型鋼橋面鋪裝技術方法的研究與應用[A];全國城市公路學會第十四屆學術年會論文集[C];2005年

9 周志敏;肖禮經(jīng);謝學欽;;超韌性混凝土鋼橋面施工工藝研究[A];特種混凝土與瀝青混凝土新技術及工程應用[C];2012年

10 陳仕周;唐智倫;;重慶鵝公巖長江大橋鋼橋面鋪裝的設計與施工[A];中國公路學會橋梁和結構工程學會2001年橋梁學術討論會論文集[C];2001年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 余文;科技攻關 老橋“改面”[N];中國交通報;2001年

2 黃維華 葉小力;南京長江二橋鋼橋面開始鋪裝[N];新華日報;2000年

3 張永霞;青島海灣大橋鋼橋面鋪裝完成[N];中國交通報;2011年

4 崔旭　本報記者 張燕麗 彭飛;用別人干不了的技術干別人干不了的工程[N];中國企業(yè)報;2011年

5 駐天津記者 郭關朝 特約記者 張新民;天津城建五市政公司獲“鋪路先鋒”稱號[N];中國建材報;2008年

6 記者 章苒;錢塘江九橋建成通車技術全亞洲最為先進[N];新華每日電訊;2008年

7 記者 潘榮進;泰州大橋預計明年底建成[N];泰州日報;2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 張志剛;鋼橋面高延性水泥基材料鋪裝層自愈合機理與疲勞損傷研究[D];東南大學;2016年

2 楊三強;鋼橋面鋪裝加速加載實驗研究[D];長安大學;2010年

3 林廣平;基于斷裂力學的鋼橋面鋪裝層疲勞壽命研究[D];東南大學;2006年

4 胡光偉;大跨徑鋼橋面鋪裝體系力學分析與優(yōu)化設計[D];東南大學;2005年

5 張順先;基于使用性能的鋼橋面鋪裝環(huán)氧瀝青混合料設計研究與疲勞壽命預測[D];華南理工大學;2013年

6 沈承金;鋼橋面涂層腐蝕及其對瀝青混凝土鋪裝層界面弱化機理的研究[D];中國礦業(yè)大學;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 辛春福;鋼橋面鋪裝澆注式瀝青混凝土高溫穩(wěn)定性優(yōu)化研究[D];西南交通大學;2014年

2 魏yN;復合澆注式瀝青鋼箱梁橋面鋪裝設計研究[D];東南大學;2015年

3 孫健;適用于鋼橋面鋪裝的橡膠環(huán)氧碎石防水粘結過渡層研究[D];東南大學;2015年

4 丁貝;基于栓釘連接的ECC鋼橋面鋪裝結構界面特性分析[D];東南大學;2015年

5 王睿;鋼橋面鋪裝層預防性養(yǎng)護技術研究[D];東南大學;2015年

6 陳嘉斌;黃埔大橋鋼橋面鋪裝大修工程質(zhì)量控制指標研究[D];華南理工大學;2016年

7 李杰;鋼橋面-超薄UHPC-TPO組合鋪裝抗彎疲勞試驗研究[D];湖南大學;2016年

8 王良艷;降低鋼橋面鋪裝層的使用溫度技術研究[D];重慶交通大學;2009年

9 楊昊;嚴寒地區(qū)鋼橋面鋪裝技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

10 馮嘯天;高強高韌性混凝土鋼橋面鋪裝體系力學特性分析[D];湖南大學;2012年

，

本文編號：836827