本文關(guān)鍵詞：鋼橋面-超薄UHPC-TPO組合鋪裝抗彎疲勞試驗(yàn)研究

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【摘要】：鋼橋面鋪裝層作為整個(gè)鋼橋面結(jié)構(gòu)的重要組成部分,其發(fā)展越來越受到學(xué)術(shù)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(jìn)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(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:TPO比UHPC更早呈現(xiàn)非線性特性;當(dāng)UHPC層裂縫寬度達(dá)到0.2mm時(shí),TPO并沒有開裂,仍具有較強(qiáng)的變形能力。組合板破壞時(shí),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(jì)算UHPC的開裂強(qiáng)度為22.08~24.28MPa,大于實(shí)橋荷載作用下UHPC頂面橫向拉應(yīng)力;當(dāng)UHPC裂縫寬度達(dá)到0.05mm時(shí),TPO層無可視裂縫出現(xiàn),TPO開裂強(qiáng)度應(yīng)超過此時(shí)其對應(yīng)的計(jì)算拉應(yīng)力6.15MPa,遠(yuǎn)高于實(shí)橋荷載下橫橋向TPO最大拉應(yīng)力。采用塑性分析方法計(jì)算鋼-UHPC-TPO組合板的極限抗彎承載力,與試驗(yàn)值相比偏大。結(jié)合有限元分析方法,對組合板的橫向抗彎疲勞性能進(jìn)行研究。結(jié)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(jì)算橫橋向UHPC層最大拉應(yīng)力6.93MPa,橫橋向TPO層最大拉應(yīng)力1.04MPa;組合板在UHPC層拉應(yīng)力范圍為1.9MPa~9.3MPa的疲勞荷載作用下(等效脈動應(yīng)力為8.5MPa)和UHPC層拉應(yīng)力范圍為2.9MPa~14.0MPa(等效脈動應(yīng)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(dú)在拉應(yīng)力范圍為2.9MPa~14.0MPa(等效脈動應(yīng)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(dá)到0.05mm,TPO仍無可視裂縫出現(xiàn)。TPO顯示出良好的抗裂紋擴(kuò)展性能;組合板在疲勞試驗(yàn)前后,剛度分別下降13.1%和9.6%;剩余強(qiáng)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(xué)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(yù)估鋼橋面-超薄UHPC-TPO組合鋪裝體系的疲勞壽命。
【關(guān)鍵詞】：鋼橋面鋪裝 鋼-超薄UHPC-TPO組合結(jié)構(gòu) 抗彎性能 疲勞試驗(yàn) 疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jié)構(gòu)形式11-13
• 1.2.2 鋼橋面鋪裝體系兩大技術(shù)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(guān)鍵問題和創(chuàng)新點(diǎn)22-23
• 1.5.1 解決的關(guān)鍵問題22
• 1.5.2 創(chuàng)新點(diǎn)22-23
• 第2章 鋼-UHPC-TPO組合板抗彎靜力試驗(yàn)研究23-36
• 2.1 引言23
• 2.2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)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(yàn)方案27-28
• 2.3.1 加載方案27
• 2.3.2 測試內(nèi)容與測點(diǎn)布置27-28
• 2.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析28-35
• 2.4.1 荷載-撓度曲線28-30
• 2.4.2 開裂強(qiáng)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(jié)35-36
• 第3章 鋼-UHPC-TPO組合板彎拉疲勞性能試驗(yàn)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(yàn)42-44
• 3.3.1 加載方案42-43
• 3.3.2 破壞標(biāo)準(zhǔn)43
• 3.3.3 疲勞試驗(yàn)荷載上下限43-44
• 3.4 疲勞試驗(yàn)結(jié)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(yīng)變變化47-49
• 3.4.4 組合板剩余彎拉強(qiáng)度49-50
• 3.4.5 組合板抗彎剛度50-51
• 3.4.6 疲勞試驗(yàn)前后最大裂縫寬度51-52
• 3.5 本章總結(jié)52-54
• 第4章 鋼-UHPC-TPO組合鋪裝體系疲勞壽命預(yù)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(xué)理論54-56
• 4.2.2 斷裂力學(xué)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(xué)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(jié)67-69
• 總結(jié)與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 致謝76-77
• 附錄A (攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄)77

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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(shù)的研究、實(shí)施與總結(jié)[J];公路;2001年01期

4 李茂濤,何兆益;鋼橋面鋪裝技術(shù)探討[J];重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào);2004年05期

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

6 本刊編輯部;;鋼橋面鋪裝技術(shù)研究與應(yīng)用[J];公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版);2008年04期

7 蔡襄;周孔;;嘉閔高架鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)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(yáng)長江公路大橋鋼橋面鋪裝養(yǎng)護(hù)維修的監(jiān)理要點(diǎn)[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(shí)施[A];中國公路學(xué)會橋梁和結(jié)構(gòu)工程學(xué)會一九九九年橋梁學(xué)術(shù)討論會論文集[C];1999年

2 張光輝;張錫祥;巫祖烈;;一種復(fù)合材料鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究[A];重慶力學(xué)學(xué)會2009年學(xué)術(shù)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(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];江蘇省公路學(xué)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(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[A];江蘇省公路學(xué)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(shù)方案[A];中國公路學(xué)會橋梁和結(jié)構(gòu)工程學(xué)會一九九九年橋梁學(xué)術(shù)討論會論文集[C];1999年

6 陳仕周;梁超;陳曉堅(jiān);;關(guān)于鋼橋面鋪裝技術(shù)的研究與發(fā)展[A];中國公路學(xué)會橋梁和結(jié)構(gòu)工程學(xué)會一九九九年橋梁學(xué)術(shù)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(xué)術(shù)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(shù)方法的研究與應(yīng)用[A];全國城市公路學(xué)會第十四屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

9 周志敏;肖禮經(jīng);謝學(xué)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(shù)及工程應(yīng)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(shè)計(jì)與施工[A];中國公路學(xué)會橋梁和結(jié)構(gòu)工程學(xué)會2001年橋梁學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2001年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 余文;科技攻關(guān) 老橋“改面”[N];中國交通報(bào);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(bào);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(bào);2011年

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

5 駐天津記者 郭關(guān)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(bào);2008年

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

7 記者 潘榮進(jìn);泰州大橋預(yù)計(jì)明年底建成[N];泰州日報(bào);2011年

中國博士學(xué)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(jī)理與疲勞損傷研究[D];東南大學(xué);2016年

2 楊三強(qiáng);鋼橋面鋪裝加速加載實(shí)驗(yàn)研究[D];長安大學(xué);2010年

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

4 胡光偉;大跨徑鋼橋面鋪裝體系力學(xué)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];東南大學(xué);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(shè)計(jì)研究與疲勞壽命預(yù)測[D];華南理工大學(xué);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(jī)理的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)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(xué);2014年

2 魏yN;復(fù)合澆注式瀝青鋼箱梁橋面鋪裝設(shè)計(jì)研究[D];東南大學(xué);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(jié)過渡層研究[D];東南大學(xué);2015年

4 丁貝;基于栓釘連接的ECC鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)界面特性分析[D];東南大學(xué);2015年

5 王睿;鋼橋面鋪裝層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究[D];東南大學(xué);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(biāo)研究[D];華南理工大學(xué);2016年

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

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

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

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

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本文編號：836827