文档介绍：摘要桥面铺装是大跨径钢桥建设中的一个技术难点,其使用条件和使用要求都远高于道路路面,随着我国大跨径桥梁的大规模建设,钢桥面沥青铺装层的开裂破坏问题日益受到国内研究者的关注。,可为铺装层材料、结构设计提供理论参考。本文通过对大跨径钢桥面沥青铺装层裂缝病害情况的跟踪调查,归纳分析了沥青铺装层裂缝的主要类型和破坏形态,调查发现轮迹带下的屠叨ド戏匠鱿至私隙嗔逊欤莘焓侵饕5钠坏形式,在未进行及时修补的情况下,裂缝将会继续扩展。提出采用节点等参单元,裂缝奇异单元模型,建立线弹性断裂力学有限元模型,该计算模型能反映山裂缝尖端的应力场特性解决了裂缝尖端应力奇异性。论文研究对比了钢桥面沥青铺装层无裂缝承逊靅:作状况下铺装层的受力,研究表明,湖青铺装层的纵向裂缝的发展易引起横向次生裂缝的产生,而横向次裂缝的产生又恶化了桥面铺装的受力状态,促使纵向裂缝有进一步扩展的趋势。运用有限元法计算应力强度因子,分析沥青铺装层的破坏情况和桥面铺装系统各参数对裂缝尖端应力的影响,得到各参数对影响裂缝扩展的敏感性。结果表明裂缝扩展的形式和速率受到铺装层开裂的长度和深度影响,应在其扩展到最不利情况前及时修补;沥青铺装层厚度利模量对铺装层受力和裂缝扩展的影响较大,敏感性较强。本研究成果可以预测裂纹的发展趋势,找出最有利的结构组合,减少裂缝产生,控制和消除裂缝扩展。【关键词】桥面铺装裂缝有限元分析奇异单元应力强度因子
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研究生签名::塑羔:籺幺垒垒盘际η┟东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明研究生签名:期:本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。电子文档·可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相~致诒C芷谀诘谋C苈畚耐猓市砺畚谋徊樵暮徒柙模梢怨ú包括刊登畚牡全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研究生院办理。
———————————————!猒——————,———————————————————●—————————●———————一一塑二兰塑丝————第一章绪论问题的提出桥面铺装是大跨释桥梁建设中的一个热点和难点。桥面铺装的工作条件较普通路面要严酷,在换肪秤跋煲约敖煌ǜ汉勺鱛拢套安阋咨较种种植『Γ庑┎『苯佑跋斓叫谐档安全和桥梁耐久性¨】。目前我国己建成并投入使用的缆索结构大跨径桥梁有多座,其中投入运营时间晟长的也只有辏庑┣帕呵琶嫫套暗脑擞W纯霾蝗堇止郏蟛糠智帕呵琶嫫套在建成通车后不久即出现高温车辙、横向推挤、开裂等病害,个别桥梁的桥面铺装甚至已经面临第二二次大修的局面。桥面铺装过早山现的高温车辙、横向推挤、开裂等病害不仅危及到高速行车的安全,影响了桥面板的使用寿命,而且制约了大跨径桥梁建设,造成了十分不良的社会影响州。钢桥面铺装的主要破坏类型包括钢桥面铺装层的疲劳开裂。是指铺装层在正常使用情况由行车荷载的多次反复作用引起的铺装层的开裂破坏【啊S捎诠ぷ骰肪澈褪芰δJ降牟煌桥面铺装层疲劳开裂的破坏形式、破坏位置与道路铺装面层完全不同。道路铺装的疲劳开裂开始大多是形成细而短的横向裂缝,并逐渐扩展成网状,开裂的宽度和范围不断扩大。在车辆荷载作用缆菲挑碌酌娴睦Ρ或拉应力4:,道路铺装的开裂一般出现在底面。当沥青结构层受车轮荷载的反复弯曲作用时,铺装底面产生的拉应变蚶α值超过材料的疲劳强度,则铺装底面开裂,并逐渐向表面发展⋯】。钢桥面铺装层由正交异性钢板支撑,荷载作崩下钢桥面板的变形导致纵向加劲肋、横隔板横向加劲肋⒆莞舭濉⒅髁焕叩燃泳⒉考敫智琶姘搴附哟Τ晌8呗榱η⒃谡庑┪恢么Φ铺装层产生较大的负弯矩,即这些位置处的铺装层表面是拉应力Ρ集中区,因此钢桥面铺装的疲劳开裂出现在铺装层表面,然后逐渐向底面发展。纵向加劲肋、纵隔扳、主梁肋顶部的桥面铺装表面会出现纵向裂缝,横隔板蚝嵯蚣泳⒗顶部的桥面铺装表面会出现横向裂缝。在横隔板与加劲肋交汇处,铺装层表面易出现网裂”“。对于钢桥面铺装,铺装层的疲劳开裂不仅直接影响到路面的路性能,而且对于钢桥面板也有不利影响。、湿气侵蚀钢桥面板提供了途径,钢板的锈蚀会直接影响钢结构桥梁功能”“。对香港青马大桥调查发现:在桥面铺装过程中即出现了尺寸从硬币到煮子大小的气泡,后调查发现多数的沥青路