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《华南理工大学》 2011年
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轮载作用下液体橡胶基混凝土在钢桥面铺装中的受力特征及损伤分析

赵会雨  
【摘要】:自20世纪90年代以来,中国大跨径桥梁建设进入了一个高峰时期,相继建成和正在建设了一大批的大跨径斜拉桥、悬索桥等,但我国部分已建成的大跨径钢桥,其桥面铺装损坏严重,说明各种桥面铺装材料的性能还需进一步的研究和提高。液体橡胶基混凝土是以液体橡胶为基体的新型混凝土材料,其优越的性能备受关注,是一种极具潜力的高性能桥面铺装材料,目前国内外对其材料性能研究及损伤分析仍处于初级阶段。本文着重研究其作为钢桥面铺装层材料在轮载作用下的受力特征及疲劳损伤。主要研究内容包括: (1)对以液体橡胶基混凝土为钢桥面铺装层的多种不同力学分析体系做了对比,优化了第III体系计算分析模型,得到了轮载作用下其纵横向最不利荷载位置。分析了钢箱梁主要结构参数和铺装层参数的改变对其在钢桥面铺装层中受力的影响,并给出了拟合公式。研究表明在钢箱梁结构中箱梁顶板厚度、横隔板间距、顶板纵向加劲肋的上开口角度、厚度和高度等对铺装层最大横向拉应力(拉应变)均有较大的影响。而在铺装层的参数中,铺装层厚度和铺装层弹性模量对各力学控制指标的影响最大。 (2)针对目前主要几种通用车型,通过分析它们的轴重和车轮分布情况,分别设计了作用于钢箱梁桥面铺装层的相应各种轮载(包括荷载作用面积、分布和均布力的大小等)。进而计算了这些轮载作用下相应的铺装层最大拉应力,结合铺装层材料的强度,建立了各车型作用下铺装层最危险应力水平和基础作用次数,这些研究为铺装层材料的疲劳损伤析打下基础。 (3)根据某高速公路上车流量统计信息和已分析的各车型作用下铺装层的危险应力水平,给出了在给定时间段内各应力水平的作用次数。利用材料的疲劳寿命曲线和Miner疲劳损伤累积律,计算了铺装层在给定时间段内的疲劳损伤,并且对铺装层寿命进行了估计。进而再分析了在考虑超载情况下钢桥面铺装层中的损伤情况,并做了相应的使用寿命估计。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U443.33

【参考文献】
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