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超高性能轻型组合桥面铺装结构弯拉受力性能研究
| 论文题名： | 超高性能轻型组合桥面铺装结构弯拉受力性能研究 |
| 关键词： | 组合桥;桥面铺装体系;弯拉受力性能;可靠性分析 |
| 摘要： | 疲劳开裂和铺装易损一直是大跨径正交异性钢桥面铺装面临的两大世界难题，为解决这两个难题，作者所在团队提出了钢桥面“CRRPC-TPO”超高性能轻型组合桥面铺装体系。本文旨在对该新型铺装体系的弯拉非线性全过程进行分析，主要研究成果如下: (1)为进行“钢板-CRRPC-TPO”复合梁的弯拉非线性数值模拟，通过对材料各种本构模型的分析与相关的试验研究，获得了与该新型铺装结构相符合的钢材、RPC、TPO的应力-应变本构方程; (2)考虑复合梁各组成材料的非线性本构关系，根据内力平衡条件，编制复合梁正截面的数值模拟计算分析程序，获得了其弯矩-曲率关系曲线及荷载-挠度关系曲线;进行复合梁试件的弯拉试验，将试验所得荷载-挠度曲线与数值模拟的结果进行对比，结果显示数值仿真模拟荷载-挠度曲线与试验结果具有相同的发展规律，各特征点的数值吻合良好; (3)观察复合梁弯拉试验过程中的变形全过程，测试其裂缝发展情况，结果表明:弹性阶段复合梁各层材料处于弹性变形阶段，无裂缝生成;裂缝稳定扩展阶段CRRPC基体出现微裂缝;裂缝失稳扩展阶段微裂缝失稳扩展为宏观裂缝;复合梁破坏阶段裂主裂缝两端的CRRPC及TPO几乎变成刚体转动，裂缝宽度的记录无实际意义; (4)建立马房大桥的有限元局部模型进行计算，并将计算结果与实际的检测结果进行了对比分析，结果表明两者应力值与变形值吻合良好，采用该有限元局部模型进行计算得到的数据具有一定的参考意义;在此基础上，建立本铺装结构的有限元局部模型，采用规范荷载进行数值计算，获得了钢桥面铺装层在车轮荷载作用下的最不利荷位及对应的应力值，CRRPC、TPO顶面的最大拉应力分别为9.09Mpa、4.6Mpa; (5)采用材料力学的方法，对复合梁弯拉受力过程中的弹性阶段进行力学计算，得到铺装各层在弹性极限荷载作用下的最大应力值，计算结果显示CRRPC、TPO顶面最大拉应力分别为有限元模型计算结果的3.11倍、2.9倍，证明了该新型铺装体系的可靠性，且具有足够的安全储备。 |
| 作者： | 蒋汉亮 |
| 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： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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