基于復合梁的水泥混凝土橋面鋪裝疲勞試驗研究.pdf

1、疲勞開裂是水泥混凝土橋面鋪裝層在使用過程中所面臨的主要病害之一，如何在實驗室模擬荷載對水泥混凝土橋面鋪裝層的作用是橋面鋪裝領域亟待解決的關鍵技術問題之一。至今，國內(nèi)外對水泥混凝土橋面鋪裝的疲勞特性研究較少，基于抗疲勞的橋面鋪裝設計理論與方法也未形成。在這種背景下，本文在理論分析的基礎上，選用具有耐久性的水泥混凝土橋面鋪裝層為研究對象，建立帶水泥混凝土橋面板的復合梁試驗模型，并在此基礎上進行試驗參數(shù)設計研究，最終通過復合梁的疲勞特性研究為

2、水泥混凝土橋面鋪裝層的設計提供理論依據(jù)。
　　 在研究基于最不利應力等效的帶水泥混凝土橋面板的復合梁模型方面，首先，分析典型混凝土箱型梁橋在交通荷載下的應力應變特性，得出鋪裝層的最不利荷載位置以及結(jié)構(gòu)參數(shù)與橋面鋪裝層的受力關系；其次，根據(jù)最不利應力等效原理，將車輪荷載作用下水泥混凝土橋面鋪裝的局部效應轉(zhuǎn)化為簡支復合梁進行研究；再次，借鑒共同作用原理，推導得出復合梁模型的跨中撓度與應變等解析表達式；最后，進行復合梁模型仿真分析，驗

3、證復合梁模型的有效性。
　　 在復合梁疲勞試驗設計方面，首先，進行復合梁各組成部分的材料與配合比設計，并且針對水泥混凝土小梁和環(huán)氧瀝青的特殊性，對復合梁試件的成型過程進行詳細的介紹；其次，研究試驗控制方式、試驗參數(shù)等內(nèi)容，并確定復合梁疲勞試驗的破壞標準。
　　 在復合梁疲勞特性分析方面，結(jié)合復合梁疲勞試驗數(shù)據(jù)，首先研究復合梁的模量變化規(guī)律；其次研究復合梁在疲勞過程中的能量耗散，計算損傷能耗，通過疲勞壽命與疲勞破壞時的總的

4、累積能耗的關系，建立鋪裝體系的整個疲勞過程的壽命預測方程。
　　 在基于抗疲勞設計的混凝土橋面鋪裝設計方法方面，借鑒瀝青混凝土路面的設計方法，基于安全壽命設計理念，首先確定以抗疲勞為目的的橋面鋪裝設計的原則、要求與設計指標，其次，確定了水泥混凝土橋面鋪裝抗疲勞設計的主要內(nèi)容與流程圖。
　　 本文研究成果對建立水泥混凝土橋面鋪裝層疲勞設計理論和方法，有效預估水泥混凝土橋面鋪裝層使用壽命，并制定預防性養(yǎng)護措施等都具有較強的理