文档介绍：东南大学
硕士学位论文
基于复合梁的钢桥面铺装断裂判据及疲劳寿命研究
姓名:陈春红
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:钱振东
20080101
摘要几何尺寸对断裂参数也有一定影响,随着复合粱尺寸的增大,、钪导跣。ú钪底畲蠼鑫%,关键词:环氧沥青混凝土铺装,复合梁,砺郏琂积分,疲劳寿命,数值分析这一现象;#二。和裂缝亚临界扩展量随环氧沥青混凝土的模量增大而变小;春狭旱钢桥面铺装主要用于提高行车的舒适性和钢桥面的耐久性,如何延长其使用寿命是钢桥面铺装设计的重要内容。但开裂这一早期病害却大大制约了桥面铺装的耐久性和服务寿命。因此钢桥面铺装层裂缝的启裂及扩展机理、铺装的剩余寿命等损伤断裂力学问题成为学术界和工程界关注的焦点。钢桥面铺装层的受力与变形特性受钢桥面板控制,因此研究桥面铺装层的力学性能时,必须将钢板和铺装层视为有机的复合结构。但目前铺装的断裂参数主要是采用铺装材料的标准试件通过室内试验研究得到,没有考虑钢桥面板与铺装的复合结构因素,仅从材料角度和裂缝位置出发进行研究。本文作为国家自然科学基金“钢桥面环氧沥青混凝土铺装层疲劳损伤与寿命预估研究”鸨号钅康囊徊糠郑愿春狭晃Q芯慷韵螅佣狭蚜ρУ幕纠砺廴胧郑ü夷诟春梁三点弯曲试验研究桥面铺装复合结构的狭巡问⒔断裂判据;利用数值分析方法,选取三种不同复合梁尺寸研究桥面铺装断裂参数的尺寸效应,并分析杓魄咴谄套鞍踩裕度评价中的应用;结合复合梁的疲劳试验和砺垩芯壳琶嫫套暗钠@托阅埽す狼琶嫫套暗疲劳寿命。研究结果表明,温度对钢桥面铺装的断裂特性影响明显。复合梁的启裂临界裂缝尖端开口位移畉和失稳临界裂缝尖端开口位移!K孀盼露壬叨龃螅徊⒎治鍪匝榈玫降腃的有效性,在此基础上提出了芯荨利用砑愿春狭憾狭巡问某叽缧в辛耸捣治觥Q芯糠⑾郑随着预制切口深度的增加,裂缝启裂、失稳时的.,积分和裂缝亚临界扩展量逐渐降低,文章用边界理论解释了说明室内试验研究选取的复合梁模型尺寸有代表性。最后,采用带有预制切口的复合梁进行疲劳试验,利用砺垩芯壳琶嫫套暗钠@托阅埽预估铺装的疲劳寿命。研究发现:春狭涸谖榷ɡ┱购笃贑芑郝卦黾樱挥谐鱿忠话情况的裂缝快速扩展,分析原因主要是因为复合梁疲劳试验与实际桥面的受力方式不同引起的;,可以把裂纹尖端位移魑F套暗钠@褪芯荩增长率与疲劳次数之间有很好的相关性,对两者进行统计回归得到桥面铺装疲劳寿命预估方程。本文的研究成果可为钢桥面环氧沥青混凝土铺装的抗裂设计、铺装设计安全裕度评价和铺装的剩余疲劳寿命预估提供依据。目录
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彪洫冢貉玻嚎期:浩瑁合学位论文独创性声明关于学位论文使用授权的说明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的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研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表示了谢意。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印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内究生院办理。
,已建成或正在建设的大跨径桥梁逐渐增多。国内外的经验表明,大跨径桥梁ㄐ崩藕托髑最有效的结构形式之一是加劲的钢箱梁桥。我国大部分钢桥也采用了钢箱粱结构,桥面系大多数采用正交异性桥面板和沥青混合料铺装。钢桥面铺装主要是用于提高桥面的耐久性和服务寿命,因此如何延长铺装的使用寿命是业内外人员普遍关注的课题。目前制约桥面铺装耐久性和服务寿命的主要因素为铺装的疲劳开裂,这也是桥面早期病害的主要表现。如何控制钢桥面铺装的疲劳开裂,是一个良好的铺装设计的主要目标,也是延长铺装层使用寿命、降低维修成本的有效手段,是实际工程迫切需要解决的问题。正交异性钢桥面板在面板内侧焊接纵向加劲肋,并与横隔板蚝崂正交,从而与钢桥面板一起组成了正交结构异性板。大跨径钢桥一般采用薄层沥青混凝土铺装层,厚度为耸闭灰性钢板相当于柔性支承,这就使得大跨径钢桥桥面铺装有着不同于路面的受力模式,具有一般公路沥青混凝土路面所没有的特点智琶媪で嗷旌狭掀套爸苯悠讨谡灰煨愿智琶姘迳希灰煨愿智琶姘灞旧淼谋湫巍位移、振动等都直接影响铺装层的工作状态;智琶嫫套安愕氖芰δJ接胍话懔で嗷炷谅访娴氖芰