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《湖南大学》 2012年
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超薄沥青混凝土与RPC组合钢桥面铺装试验研究

辜杰凯  
【摘要】:长期以来钢桥面铺装层在实际的使用过程中存在较多的问题,诸如车辙、开裂、坑槽、推移等病害屡见不鲜,而且大多出现在使用的早期阶段。纵观各种早期破坏,其成因大致可以分为三方面:一是钢桥面板刚度不足;二是铺装层材料自身的物理力学性能不能满足行车荷载和环境因素的共同作用;三是铺装层和钢桥面板层间抗剪强度不足。 为了解决现有钢桥面铺装存在的问题缺陷,本文开展超高性能混凝土钢桥面铺装体系试验研究,该体系一改以往从改善材料性能方面解决病害问题的思路,在钢桥面板上通过粘结剂和剪力钉连接一层厚度为5-6cm的活性粉末混凝土(RPC),将RPC视为桥面结构的一个结构层,与钢桥面板协同受力。RPC具有优良的物理力学性能,满足作为钢桥面铺装层材料的要求。 现有钢桥面铺装层间粘结能力不足是引起推移拥包病害的根本原因,本文通过设计表面糙化处理、涂刷粘结剂、布置剪力钉和撒布石英砂等联结方式,提供足够的界面抗剪强度。室内剪切试验表明超薄沥青磨耗层与RPC和RPC与钢桥面板之间,通过表面刻槽、布置剪力钉和涂抹粘结剂等联结方式能够提供足够的抗剪强度;而材料自身的物理力学性能不良引起的病害主要是由于铺装层材料自身抗拉强度不足,在车辆荷载反复作用下易出现纵、横向甚至网状裂缝。通过以马房大桥作为依托,设计制作了足尺模型,并进行了室外弯拉试验。试验结果表明RPC具有优良的物理力学性能,足以胜任钢桥面铺装。 大中跨径钢桥通常架设于海洋环境,铺装施工过程中存在钢桥面板防护困难,RPC耐久性受影响以及施工中RPC蒸汽养护难度大等问题。本文提出装配式RPC组合桥面铺装结构,并进行了装配式RPC组合桥面铺装结构弯拉试验,主要验证预制和现浇相接企口接合缝处是否具有足够的抗拉强度,试验结果证明企口咬合力提供的抗拉强度足以抵抗大幅超载荷载产生的拉应力,但是本文设计的企口还有待进一步优化改进,使其受力性能更优异。 本文以北江马房大桥作为依托工程,进行了超薄沥青混凝土磨耗层与RPC组合钢桥面铺装结构的试验桥段铺筑,并详细介绍了施工方法和步骤,可以作为施工指南指导组合铺装结构施工。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U443.33

【参考文献】
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