大跨徑箱梁橋輔裝層抗裂性能評(píng)價(jià)方法研究.pdf

1、大跨徑鋼箱梁橋面鋪裝的開裂破壞一直是困擾我國道路屆的一個(gè)難題。諸多室內(nèi)試驗(yàn)中表現(xiàn)優(yōu)異，抗裂性能卓越的鋪裝層材料一旦應(yīng)用于實(shí)際橋面鋪裝中，往往發(fā)生嚴(yán)重的裂縫病害。究其原因，在于室內(nèi)評(píng)價(jià)試驗(yàn)中材料受力狀況與實(shí)際狀況并不相符，而導(dǎo)致不相符的原因首先在于力學(xué)計(jì)算結(jié)果無法反映橋梁整體變形的影響；其次在于室內(nèi)評(píng)價(jià)試驗(yàn)無法正確合理的模擬出鋪裝層的實(shí)際力學(xué)響應(yīng)，因此有必要在更為精確的力學(xué)分析基礎(chǔ)上建立一種合理的，能夠反映橋面鋪裝真實(shí)力學(xué)響應(yīng)的評(píng)價(jià)方法。

2、
　　為克服了傳統(tǒng)力學(xué)分析方法中常用的局部梁段法、簡(jiǎn)化單元法等分析方法的固有缺陷，本文利用三維CAD技術(shù)建立了大跨徑鋼箱梁懸索橋及斜拉橋的整體模型，并利用高性能圖形與計(jì)算工作站進(jìn)行網(wǎng)格剖分并利用ABAQUS軟件進(jìn)行計(jì)算。通過車輛荷載全局及局部最不利荷位的判斷，計(jì)算了鋪裝層應(yīng)用于大跨徑鋼箱梁橋時(shí)在最不利荷位作用下的極限彎拉應(yīng)力以及正常荷載作用下的疲勞應(yīng)力，從而為設(shè)計(jì)鋪裝層抗裂性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)?zāi)M鋪裝層實(shí)際受力狀況提供了力學(xué)指標(biāo)。與此同時(shí)

3、，對(duì)比了整橋分析與局部梁段分析計(jì)算結(jié)果，懸索橋與斜拉橋計(jì)算結(jié)果，以及各個(gè)車道鋪裝層計(jì)算結(jié)果。分析結(jié)果表明懸索橋鋪裝層受到整橋變形的影響更大，因此必須采用三維整橋模型進(jìn)行力學(xué)分析：而斜拉橋鋪裝層對(duì)整橋變形不太敏感，可以在一定程度上適用于局部梁段法進(jìn)行分析；第三車道容易產(chǎn)生更大的應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)，更容易發(fā)生裂縫病害。
　　在鋪裝層力學(xué)分析以及鋼箱梁溫度場(chǎng)分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)已有鋪裝層抗裂性能評(píng)價(jià)方法的缺點(diǎn)，提出了一套新型的鋪裝層抗裂性能評(píng)價(jià)

4、方法。通過計(jì)算使得橋梁三維有限元模型計(jì)算結(jié)果與鋪裝層評(píng)價(jià)試驗(yàn)?zāi)Ｐ陀?jì)算結(jié)果相吻合，使得鋪裝層復(fù)合梁試件在UTM加載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力水平與橋面實(shí)際受力狀況保持一致，進(jìn)而對(duì)高強(qiáng)瀝青混凝土及環(huán)氧瀝青混凝土的抗疲勞開裂性能作出評(píng)價(jià)。同時(shí)采用沖擊韌性試驗(yàn)進(jìn)一步佐證抗裂性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)二者的開裂機(jī)理及斷裂特性進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明環(huán)氧瀝青混凝土疲勞極限更高，抗疲勞開裂能力較強(qiáng)但裂縫擴(kuò)展速度極快：而高強(qiáng)瀝青混凝土抗開裂能力不如前者，但是表面起裂