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超高性能轻型组合桥面铺装设计指标近似计算方法
| 论文题名： | 超高性能轻型组合桥面铺装设计指标近似计算方法 |
| 关键词： | 钢桥;桥面铺装;力学性能;近似计算 |
| 摘要： | 目前国内外普遍使用的沥青混凝土等柔性铺装在重载、高温等不利条件下容易出现铺装层开裂、车辙、层间脱空等问题，且柔性铺装材料刚度较低，容易出现疲劳开裂。针对自重非常敏感的大跨径钢桥，在满足钢桥面各项力学性能要求的同时，要尽可能减轻自重。为此，本文提出了一种总厚度约41～48mm的“钢-UHPC-TPO”超薄铺装体系，并针对这种新型超薄铺装体系开展力学性能研究，拟合出力学性能指标的近似计算公式。本文主要完成了如下工作: (1)阐述了传统正交异性钢桥面柔性铺装和刚性铺装的病害问题等不足之处，提出了“钢-UHPC-TPO”超薄铺装体系。 (2)以佛陈大桥为设计原型，建立“钢-UHPC-TPO”超薄铺装体系的局部有限元模型，对UHPC层拉应力、TPO层拉应力、表面局部挠跨比、UHPC-TPO层间剪应力、栓钉剪应力各指标常见的相关参数进行正交试验设计，按照正交表的参数取值进行有限元计算，得到各指标最大值。对正交试验的计算结果进行极差分析和方差分析，得到各个指标影响最大的关键因素。 (3)对各指标的关键因素进行拉丁超立方抽样，代入到有限元模型中计算，拟合各指标最大值和参数抽样值之间的数值关系，得到UHPC层最大拉应力、TPO层最大拉应力、表面最大局部挠跨比、UHPC-TPO最大层间剪应力、栓钉最大剪切应力近似计算公式。 (4)对UHPC层最大拉应力、TPO层最大拉应力、表面最大局部挠跨比、UHPC-TPO最大层间剪应力、栓钉最大剪切应力近似计算公式进行了统计检验、经验检验、试验检验等可靠性检验，检验结果表明:各个公式的回归效果与线性相关性均为显著，UHPC层最大拉应力、TPO层最大拉应力、表面最大局部挠跨比、UHPC-TPO最大层间剪应力、栓钉最大剪切应力的拟合值与有限元计算结果之间最大偏差分别均小于10％。各公式的规律均与一般过程经验和相关规程相一致。UHPC最大拉应力和局部挠跨比计算公式的计算值与室内足尺试验实测值的偏差分别均小于10％;栓钉最大剪切应力公式计算值比室内推出试验实测值大9.6％。 |
| 作者： | 曾玉 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 李嘉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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