环氧沥青混合料钢桥面铺装复合结构试验研究

针对某钢箱梁桥大交通量、重车比例高和夏季高温的具体情况和特点,采用环氧沥青混合料为钢桥面铺装,开展以带钢板的环氧沥青混合复合梁为研究对象的一系列试验。其中拉拔试验为测试疲劳过程对钢桥面铺装黏结层的影响;60℃时超载40%和60%两种超载荷载的疲劳试验为测试最佳疲劳油石比所对应的环氧沥青混凝土铺装的高温抗超载疲劳性能;极限弯曲试验用于确定复合梁试件的极限承载力;变温度变荷载疲劳试验用于预测钢桥面环氧沥青混凝土铺装在设计使用年限内所表现的性能或铺装层的使用寿命。试验结果表明所设计的环氧沥青混凝土铺装具有较强的抗高温超载疲劳能力,同时对荷载是十分敏感的。该铺装结构在正常的使用条件下可以满足设计使用要求。     

基于修正Burgers模型的钢桥面铺装车辙有限元分析

为了准确预估钢桥面沥青铺装层的车辙深度,以南京四桥钢桥面铺装层为研究对象,采用了修正Burgers模型建立沥青混合料的本构关系,以单轴蠕变的试验数据拟合模型参数,并通过了ABAQUS有限元软件模拟车辙形成的过程。研究表明,对于浇注式沥青混凝土+高弹改性沥青铺装结构,车辙主要发生在浇注式沥青混凝土层,该层车辙深度占总车辙深度的63%。车辙随铺装层厚度增加而迅速增大,随轴载加大而增大,随荷位的变化尤其是横向荷位变化而有一定改变。车辙病害总体上随着环境温度升高而增大,但两者呈现突变的非线性关系。研究结果对同种类型沥青钢桥面的抗车辙设计、车辙预估、寿命预测具有一定的指导意义。     

考虑钢桥面板铺装层黏弹性特性的车辙计算

黏弹性是沥青混合料的重要特性之一,也是影响沥青路面车辙的重要因素。为了对南京四桥钢桥面铺装的车辙进行正确预测,利用贯入试验获得了沥青混合料的实际黏弹性参数,通过静力等效方法预测桥面铺装车辙量并与实测值进行对比。首先通过沥青混合料贯入试验获得沥青铺装层基于修正Burgers模型的黏弹性Prony参数;其次,建立了包含正交异性钢桥面板及桥面铺装层的结构局部节段的ANSYS有限元模型,利用桥梁监测系统实测的铺装层温度历程,将其转化为等效温度作用,并将桥梁设计车辆荷载转化为规定的双轮恒定静荷载,通过计算确定了车辆横向最不利加载位置;然后利用获得的沥青路面结构层的黏弹性参数和建立的有限元模型分别计算不同车道位置处的沥青路面车辙量;最后将计算车辙与南京四桥实测车辙量进行了对比。计算和实测结果的对比表明,利用Prony级数模型参数和静载等效方法得到的计算结果与桥梁铺装层的实测结果变化趋势一致,吻合度较好,证明笔者提出的沥青路面黏弹性参数获得方法以及路面车辙模拟方法是可靠的,可用于实际车辙的分析和预估。     

钢桥面铺装车辙预估有限元分析

为得到荷位、轴载、大气温度以及计算方法各因素对钢桥面铺装车辙的影响,本文以上层高弹改性沥青混合料(35 mm)+下层浇筑式沥青混合料(40 mm)复合铺装结构为研究对象,并建立钢桥面铺装模型,通过单轴贯入试验获取材料的蠕变参数,利用ABAQUS计算钢桥面铺装车辙。分析表明:车辙主要发生在下层的浇筑式沥青混合料;横向荷位变化对车辙的影响远大于纵向荷位;车辙值总体与温度呈正相关性,与季节的温度变化相一致;连续变温下铺装车辙的计算方法比恒温下的要准确,车辙深度随着接地压力的增加而不断增大。研究结论对钢桥面铺装设计和车辙预估有一定的意义。     

水泥混凝土桥梁沥青铺装层的病害成因分析

水泥混凝土桥梁沥青铺装层直接承受行车荷载和环境因素的共同作用,其工作环境严酷,受力条件复杂,常出现车辙、裂缝、推移、坑槽等病害。本文从气候、交通和建造3个方面探讨水泥混凝土桥梁沥青铺装层病害的主要原因,为提高桥面铺装质量和预防桥面铺装病害提供一定的参考。从分析结果来看,解决沥青混凝土桥面铺装病害的首要是加强结构设计的研究,明确桥面铺装层各结构层计算模型、力学特性及相关参数,为桥面铺装的设计提供指导;其次加强对各铺装层材料的材料性能指标和测试技术的研究,选用适应桥面破坏机理的材料;再次,提高施工质量使设计意图得到完全实施;同时,做好气候条件的调查,进行合理的交通组织也必不可少。     

水泥混凝土桥面铺装层最不利荷载位置的确定

采用ABAQUS方法建立了三维足尺寸钢筋混凝土T型梁桥以及沥青混凝土铺装层实体模型,分析不同荷载工况下铺装层内部以及层间胶结界面的纵、横向切应力变化规律,确定了最不利荷载的位置为横桥向工况二、纵桥向位于L/8的荷位,结果可作为桥面铺装体系力学行为的基础。     

桥面铺装层非常规破坏和防治措施

在对桥梁桥面铺装破坏调查的基础上 ,对钢筋混凝土桥梁铺装层非常规破坏的类型和原因进行了分析并提出了相应的处理措施。对钢桥面铺装层的破坏类型进行了分类 ,认为在建立更为精确的铺装层模型进行有限元力学分析的基础上应采取综合措施 ,才能防治钢桥面铺装层破坏。     

不同轴载对含应力吸收层沥青路面的影响分析

分析沥青混合料应力吸收层在含有裂缝的半刚性基层复合式路面中的受力状况,对于选择应力吸收层材料和设计道路结构具有指导意义。采用有限元分析方法,建立含应力吸收层沥青路面有限元模型,分析轴载和模量变化对应力吸收层结构的应力影响。结果表明:应力吸收层处于应力极为复杂的位置,尤其是处于裂缝处应力吸收层层底应力集中现象明显,随着应力吸收层模量在一定范围内的提高,能够缓解应力集中现象;随着轴载增大,应力吸收层层底应力明显增加,道路使用寿命降低。     

沥青路面表面纵向与横向疲劳裂缝扩展研究

基于自上而下的表面纵、横向疲劳裂缝严重影响沥青路面的使用品质,首先分析表面疲劳裂缝的形成机理,然后采用奇异等参元法及断裂力学理论,应用有限元软件ABAQUS,建立20结点等参立方体单元的有限元模型,数值计算路面表面纵、横向疲劳裂缝扩展,探讨表面纵、横向裂缝疲劳扩展的规律。计算表明:①表面纵、横向裂缝扩展只考虑偏载作用,随着裂缝向下扩展,其K2是增大到一个峰值后,再由此下降。裂缝扩展前期,纵、横向裂缝的K2差别不大,而在中后期,纵向裂缝的K2要大于横向裂缝。②各路面结构参数中面层厚度h1和模量E1及基层模量E2对表面纵、横向裂缝扩展影响较大,其它参数(土基模量E0、底基层厚度h3和模量E3、基层厚度h2)则影响很小。     

钢桥面铺装修复中粘结材料试验比选分析

随着我国大跨径正交异性钢箱梁桥的建成与投入使用，大部分桥梁桥面铺装出现了不同程度的早期病害，个别桥梁的桥面铺装已经面临第二次大修的局面。现通过试验对某大桥桥面铺装局部修复中的粘结材料进行了比选分析，推荐使用环氧沥青粘结剂作为该大桥桥面铺装局部修复方案中的铺装层粘结材料。     

欧美杨107杨立木生长应变分布规律

选取欧美杨107杨为研究材料,通过对正常生长欧美杨107杨立木表面轴向生长应变和伐倒木内部残余轴向生长应变的测定,分析表面生长应变和内部残余生长应变的分布规律.结果表明:正常木表面轴向生长应变的变化幅度范围为:-853.10--213.43με.Z2和Z5在周向上表面轴向生长应变的变化幅度较大,而Z1,Z3,Z4变化幅度相对较小;在不同树干高度研究中,表面轴向生长应变在树干基部向上与整体树干高度10%位置之间,生长压应变(即生长拉应力)随着树高增加逐渐增大,随后数值开始下降;双因素方差分析表明,不同单株和不同周向位置对表面轴向生长应变影响不显著,但不同高度对生长应变影响显著;欧美杨107杨正常木内部残余轴向生长应变变化幅度范围-1279.00～960.20με,其径向变异模式为在树干外围表现为轴向压应变(即拉应力),由树皮向里,在中心板南侧第5或6年轮和中心板北侧第4或5年轮处,轴向压应变转换为拉应变(即压应力),随后Z2和Z5在中心板南向第3年轮处出现拉应变最大值,而Z3则在中心板北向第3年轮处出现拉应变最大值,各单株在内部残余轴向生长应变径向变异的整体趋势图如开口向下的抛物线,其顶点在髓心处,其二次曲线回归方程为y(生长应变值)=815.02 X2(测试点序号)-69.345 X-1 902.403,R2=0.775***.     

一种双折形组合梁结构及其施工方法

<正>【申请号】CN201610785822,4【申请日】2016-08-31【公开号】CN106245511A【公开日】2016-12-21【申请人】湖南省交通规划勘察设计院该发明公开了一种双折形组合梁结构及其施工方法,其中组合梁结构包括工字型主梁、钢横隔板、组合桥面板和桥面铺装层,桥面铺装层铺设于组合桥面板上,工字型主梁包括主梁折形钢腹板、焊接于主梁折形钢腹板上方的主梁上翼缘钢板以及     

寒区掺聚丙烯纤维桥面铺装防水性能研究

桥面铺装参与主梁受力,直接与车辆荷载及大气相接触,对桥梁的作用重大。铺装层一旦出现裂缝,雨水就会顺着缝隙进入桥梁内部,使混凝土强度降低、钢筋锈蚀,北方寒区会产生冻融破坏,所以减少裂缝的产生是提高铺装层防水性能的重要途径。在混凝土内掺入聚丙烯纤维可以抑制早期干缩裂缝及离析裂缝的产生和发展。本文研究低掺聚丙烯纤维混凝土配合比设计方法,并进行抗裂性试验,分析聚丙烯纤维混凝土防水机理,提出寒区掺入量范围。     

不同层间状态下温缩型反射裂缝应力强度因子分析

采用库伦摩擦模型表征了半刚性沥青混凝土路面层间结合状态,基于线弹性断裂力学,把路面简化为平面应变模型,分析了2种裂尖位置下温缩型反射裂缝与降温速率、基准温度以及层间结合状态的关系。以温度应力场为初始应力场,探讨了冲击载荷作用下不同层间状态及阻尼对应力强度因子的影响。     

车辆荷载作用下钢-混凝土组合梁桥的受力性能研究

目的 车辆荷载是影响桥梁力学性能以及引起桥梁疲劳破坏的重要因素之一。方法 为研究斜交钢-混凝土组合梁桥在车辆荷载下的力学性能，采用有限元方法，探究了斜交桥支座反力的分布情况以及该桥梁在车辆荷载作用下的静力学性能。结果 斜梁桥支座反力呈不均匀分布，在钝角处的反力最大，在锐角处的反力最小，出现了负反力，使锐角向上翘。在静力学分析中，最大应力发生在4号主梁跨中处。最后通过车辆荷载的横向加载确定了在疲劳寿命研究中车辆纵向加载的位置以及疲劳关注点。结论 钢-混凝土组合梁桥在车辆荷载作用下，导致桥梁跨中处的工字钢梁腹板和下翼缘连接处应力最大，容易产生疲劳损伤，在桥梁的运营维护中需要重点关注。     

水泥砼路面板底脱空对沥青加铺层反射裂缝的影响分析

采用三维有限元分析方法，计算分析了具有接缝的旧水泥混凝上路面上沥青加铺层在行车简载作用下应力随板底脱空的变化情况，从理论上深入研究了不同板底脱空对沥青加铺层反射裂缝的影响，阐述了板底脱空对沥青加铺层荷载应力的影响。     

旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层的施工方法

水泥混凝土路面加铺沥青层涉及的主要问题是反射裂缝,下层裂缝或接缝的反射会引起加铺层或面层的开裂。为了保持一个完整的行车表面,保持加铺层的整体性,必须防止和控制这种裂缝。本文结合笔者多年工作实践,对旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土的方法进行分析与探讨。     

动态测定木材泊松比μ_(LT),μ_(LR)和μ_(RT)的电测法

【目的】给出动态测试木材泊松比的理论依据,提出一种简单易行且能提高测试精度的动态测试木材泊松比μLT,μLR和μRT的方法。【方法】从木材的应力-应变关系(胡克定律)和悬臂板一阶弯曲模态的应力、应变分析2方面阐述动态测试木材泊松比的原理和方法。对轻木、云杉、欧洲赤松、白蜡木、山毛榉5个树种木材,将其长宽比为6,5,4,3的弦切面、径切面和横切面制成悬臂板试件,应用ANSYS程序shell63单元计算其在一阶弯曲模态下的应变和应力,并通过应力、应变分析及平面应力状态下的应力-应变关系得到动态测定木材泊松比的应变花粘贴位置;同时采用静态试验验证动态测试泊松比的正确性。【结果】悬臂木板作一阶弯曲振动时,板内横向应变εy与纵向应变εx之比随距其悬臂端距离的增加而上升;横向应力σy与纵向应力σx之比在整个板内都很小,随距悬臂端距离的增加从正值下降到负值,存在一个σy等于零的位置,在此位置上横向应变与纵向应变之比的绝对值不仅等于泊松比值,而且等于ANSYS计算时输入的泊松比值,以此确定动态测试木材泊松比的应变花粘贴位置。【结论】动态测定木材泊松比μLT,μLR和μRT的十字应变花粘贴位置取决于悬臂板内横向应力σy等于零的位置。对于弦切面的悬臂板,十字应变花粘贴位置与板宽长比和板材密度有关;对于径切面和横切面的悬臂板,其十字应变花粘贴位置仅与板长宽比有关;瞬态激励测量应变花的横向应变和纵向应变频谱,一阶弯曲频率的横向应变与纵向应变的线性谱幅值之比得到泊松比的动态测量值;虽然木材的横向应力与纵向应力之比在其整个悬臂板内都很小,但因木材主向弹性模量相异很大,故在测试木材泊松比时不容忽视其横向应力σy与纵向应力σx的比值;动态测试木材泊松比方法的正确性得到轴向拉伸和四点弯曲等静态试验的验证,且木材泊松比动态测试值的分散性相对于静态测试值有所改善。     

基于ANSYS的硅酸盐/杨木胶合试件的拉伸受力分析

为预测和评价硅酸盐胶黏剂与杨木之间的胶合性能及界面作用力,利用有限元软件ANSYS模拟了胶合强度测试试件在拉伸载荷状态下的力学行为,分析在加载过程中试件的位移形变、剪切应力和应变分布情况,以及在胶层中心、垂直胶层和胶层界面方向上应力应变的分布规律,分析了胶黏剂类型、胶层厚度对胶合试件和胶层应力应变云图和曲线的影响,所得结果对胶合木制品的界面力学研究和胶合强度预测具有指导意义。     

云杉胶合木钢板斜螺钉连接的剪切性能研究

为准确评价斜螺钉连接钢 木节点的剪切性能,探明其受力机理,以云杉胶合木、钢板和自攻螺钉作为研究材料,测试不同荷载方向与受力情况下斜螺钉连接节点的承载性能,将试验数据与国外规范中的计算模型进行对比,提高了侧边钢板 胶合木(钢 木)斜螺钉连接节点承载性能的预测能力。结果表明:自攻螺钉与剪切面之间的角度变化对其在钢 木节点承受剪 压复合应力的承载力影响不明显,当偏转为剪 拉复合应力时,节点承载力明显增大,并在30°~45°获得最大值;剪 压复合应力时,现行EC5公式计算剪 压节点的极限承载力非常不安全;EC5的刚度预测结果在剪 压复合应力区和垂直剪切面钉入时,与试验值吻合度很高,但对剪 拉区节点的滑移模量没有预测性;将Tomasi模型应用于斜螺钉连接钢 木节点滑移模量理论计算时,在45°~90°时与试验值吻合度极高。单颗自攻螺钉的抗拔刚度计算节点滑移模量的方法极为有效,具有较高的借鉴意义。