高強(qiáng)高韌性混凝土鋼橋面鋪裝體系力學(xué)特性分析.pdf

1、基于有限元分析方法，本文研究了高強(qiáng)高韌性混凝土鋼橋面鋪裝體系的力學(xué)特性。首先歸納了國內(nèi)外鋼橋面鋪裝使用現(xiàn)狀及相關(guān)研究進(jìn)展，根據(jù)對(duì)國內(nèi)外鋼橋面鋪裝常見病害的總結(jié)，分析了相關(guān)病害出現(xiàn)的原因及理想的鋼橋面鋪裝體系對(duì)鋪裝材料及鋪裝結(jié)構(gòu)形式的要求。通過建立了鋼橋面鋪裝局部梁段有限元模型，計(jì)算車輛荷載作用下純鋼板受荷方案、柔性鋪裝方案及剛性鋪裝方案的力學(xué)響應(yīng)，確定不同鋪裝方案相關(guān)力學(xué)指標(biāo)的最不利荷位，并分析了水平荷載對(duì)于鋼橋面鋪裝力學(xué)指標(biāo)的影響。<

2、br>　　針對(duì)柔性鋪裝方案及剛性鋪裝方案的力學(xué)特性分析發(fā)現(xiàn)：鋪裝層模量的增大或是厚度的增加都可提高鋪裝體系整體剛度，降低鋼橋面板應(yīng)力水平；鋪裝層本身應(yīng)力峰值隨著厚度的增加而減小，隨著模量的增大而增大，柔性鋪裝方案拉應(yīng)力峰值的方向是橫橋向，剛性鋪裝方案的是順橋向。相比于柔性鋪裝方案，剛性鋪裝方案對(duì)降低鋼橋面板應(yīng)力水平，減小鋪裝層拉應(yīng)變、剪應(yīng)變、豎向壓應(yīng)變峰值等方面效果顯著。
　　在對(duì)柔性、剛性鋪裝方案的力學(xué)特性對(duì)比分析基礎(chǔ)上，提出了

3、高強(qiáng)高韌性混凝土STC(Super Toughness Concrete)-瀝青磨耗層新型鋪裝體系，并從鋪裝層材料特性及鋪裝結(jié)構(gòu)形式角度分析了鋪裝體系所具有的特點(diǎn)。對(duì)新型鋪裝體系進(jìn)行了相關(guān)參數(shù)的敏感性分析，包括荷位、水平荷載、鋪裝層模量、鋪裝層厚度、橋面板頂板厚度、橫隔板間距、U肋高度、U肋厚度等參數(shù)，參數(shù)敏感性分析表明鋪裝層拉應(yīng)力主要受鋪裝下層厚度、模量影響；鋪裝層剪應(yīng)力主要受水平荷載作用的影響；鋼橋面板參數(shù)主要影響鋪裝層的拉應(yīng)力，對(duì)

4、剪應(yīng)力的影響較小。本文還分析了高強(qiáng)高韌性混凝土鋼橋面鋪裝體系力學(xué)特性隨鋪裝層深度變化規(guī)律：在鋪裝上層深度范圍內(nèi)，應(yīng)力應(yīng)變變化較小，拉應(yīng)力(應(yīng)變)峰值出現(xiàn)在頂面位置，剪應(yīng)力(變)峰值出現(xiàn)在底面位置；鋪裝下層深度范圍內(nèi)，拉應(yīng)力(應(yīng)變)呈下降趨勢(shì)，剪應(yīng)力(變)呈增大趨勢(shì)。
　　將研究鋼橋面鋪裝力學(xué)特性的有限元建模方法運(yùn)用到廣東肇慶馬房大橋鋼橋面鋪裝實(shí)際工程中，并將有限元計(jì)算結(jié)果與檢測數(shù)據(jù)對(duì)比分析，研究表明，有限元計(jì)算結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)吻合良