水泥混凝土路面?zhèn)髁U的傳荷失效機(jī)理研究.pdf

1、傳力桿與混凝土接觸面的損壞是引起水泥凝土路面?zhèn)髁U裝置發(fā)生傳荷失效,并造成道路橫向縮縫結(jié)構(gòu)過早損壞的重要原因之一。針對水泥混凝土路面?zhèn)髁U的傳荷失效問題,本文以模型分析法研究了傳力桿的力學(xué)特性,以試驗的方式展示了傳力桿在多種破壞模式下的失效過程,從傳力桿與混凝土接觸面力學(xué)性能退化及混凝土保護(hù)層開裂兩個角度揭示了傳力桿發(fā)生傳荷失效現(xiàn)象的物理機(jī)理。以建立理論模型的方式將傳力桿的三種傳荷失效過程進(jìn)行力學(xué)簡化,應(yīng)用數(shù)值方法模擬了三種破壞過程中傳

2、力桿周邊混凝土內(nèi)的裂紋演化行為,進(jìn)而提出了水泥混凝土路面縮縫結(jié)構(gòu)臨界車輛軸載控制指標(biāo)的試驗及數(shù)值計算方法。本文的工作可以總結(jié)如下:
　　首先,建立了考慮傳力桿與混凝土、面層與基層接觸面力學(xué)行為的水泥混凝土路面三維有限元模型。通過改變車輛軸載大小、溫度梯度條件及縮縫結(jié)構(gòu)組合特征,研究了傳力桿的力學(xué)特性,確定了水泥混凝土路面縮縫結(jié)構(gòu)易發(fā)生損壞的最不利位置。在此基礎(chǔ)上,開發(fā)了傳力桿與混凝土接觸面力學(xué)性能試驗系統(tǒng),并針對傳力桿的多種失效模

3、式設(shè)計了相應(yīng)的試驗方案。
　　其次,利用試驗系統(tǒng),開展了傳力桿試件的靜力極限、擬靜力疲勞及加速銹蝕試驗,模擬傳力桿與混凝土接觸面在三種破壞模式下的失效過程。以試驗過程中采集的聲發(fā)射信號為基礎(chǔ),從傳力桿與混凝土接觸面力學(xué)性能退化及混凝土保護(hù)層開裂等角度探討了傳力桿在三種破壞模式下的傳荷失效機(jī)理,進(jìn)而提出了縮縫結(jié)構(gòu)臨界車輛軸載的試驗方法。
　　然后,根據(jù)傳力桿與混凝土接觸面破壞過程中的物理現(xiàn)象,抽象出傳力桿的極限破壞行為力學(xué)模型

4、、疲勞松動行為力學(xué)模型及傳力桿-銹蝕產(chǎn)物-混凝土保護(hù)層耦合作用力學(xué)模型。應(yīng)用數(shù)值方法,模擬了三種失效模式下傳力桿周邊混凝土內(nèi)的裂紋演化行為,進(jìn)而提出了縮縫結(jié)構(gòu)臨界車輛軸載的數(shù)值計算方法。
　　最后,提出了增加傳力桿在除冰鹽環(huán)境中服役耐久性的改進(jìn)措施。設(shè)計了新型鋼質(zhì)傳力桿的構(gòu)造形式,開發(fā)了不影響鋼質(zhì)傳力桿錨固端力學(xué)性能的耐久型防銹涂料,研究了非金屬GFRP傳力桿的設(shè)計、驗算方法。
　　上述研究有助于正確地評估傳力桿的工作狀態(tài),