溫度-荷載耦合作用下大跨徑懸索橋橋面鋪裝力學(xué)分析.pdf

1、本文結(jié)合云南山區(qū)的氣候條件,首先對云南山區(qū)混凝土橋面鋪裝病害種類及其形成原因進(jìn)行分析，提出了云南山區(qū)大跨徑懸索橋混凝土橋面鋪裝的設(shè)計(jì)要求;隨后選取雙層AC鋪裝、雙層SMA鋪裝、AC+SMA鋪裝、GA+SMA鋪裝、EA+SMA鋪裝五種鋪裝結(jié)構(gòu)組合形式，建立了有限元模型，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臏囟葪l件，對溫度-荷載耦合作用下大跨徑懸索橋橋面鋪裝層進(jìn)行力學(xué)分析;最后，建立橋面鋪裝層永久變形仿真模型，探究橋面鋪裝層在溫度-荷載耦合作用下的永久變形特征。

2、r>　　本文主要研究結(jié)論如下:
　　(1)利用Abaqus有限元軟件，考慮周期性變化的溫度條件，對五種橋面鋪裝組合進(jìn)行溫度場分析。研究表明，橋面鋪裝層的溫度場隨著外界溫度的變化呈現(xiàn)較大幅度的周期性變化，其中鋪裝層表面溫度變化最大，在本文的溫度條件模擬下，鋪裝層結(jié)構(gòu)的溫度范圍在-5℃～45℃，且五種鋪裝組合結(jié)構(gòu)的溫度場差異較小。
　　(2)基于鋪裝材料不同溫度下的力學(xué)參數(shù)，對橋面鋪裝層溫度應(yīng)力的進(jìn)行分析計(jì)算，結(jié)果表明，在本文周

3、期性變化的溫度條件下，鋪裝層的溫度應(yīng)力也呈周期性變化，本文定義0時(shí)刻鋪裝層溫度應(yīng)力為0，在降溫階段，鋪裝結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力向拉應(yīng)力方向發(fā)展;在升溫階段，鋪裝結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力向壓應(yīng)力的方向發(fā)展;在低溫時(shí)間段，鋪裝層結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力主要以拉應(yīng)力的形式存在，而在高溫階段，則主要以壓應(yīng)力的形式存在。
　　(3)選取連續(xù)降溫時(shí)間段對鋪裝層表面溫度應(yīng)力進(jìn)行分析，結(jié)果表明，在本文的溫度條件下，連續(xù)降溫過程中橋面鋪裝層表面應(yīng)力變化較大，雙層AC鋪裝表面應(yīng)力

4、變化為1.1 MPa，雙層SMA鋪裝、AC+SMA鋪裝、GA+SMA鋪裝、EA+SMA鋪裝表面應(yīng)力變化達(dá)到1.7MPa，鋪裝層表面在連續(xù)降溫條件下易產(chǎn)生裂縫病害。
　　(4)采用順序耦合的方法，基于計(jì)算得出的鋪裝層溫度場及溫度應(yīng)力，對不同鋪裝結(jié)構(gòu)在溫度-荷載耦合條件下進(jìn)行力學(xué)分析，選取鋪裝層表面最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力作為控制指標(biāo)，結(jié)果表明，在低溫階段最不利條件下，雙層SMA鋪裝、AC+SMA鋪裝、GA+SMA鋪裝、EA+SMA鋪裝

5、表面拉應(yīng)力都在0.9MPa左右，比雙層AC鋪裝表面拉應(yīng)力大12.5％;在高溫階段最不利條件下，橋面鋪裝層表面在溫度-荷載耦合作用下所受到的最大壓應(yīng)力達(dá)到1.2MPa，普遍大于層底的最大壓應(yīng)力。
　　(5)采用Abaqus中的時(shí)間硬化蠕變模型來模擬瀝青混合料的蠕變特性，基于混合料在不同溫度下的蠕變參數(shù)，考慮交通量的日變化規(guī)律，分析周期性變化溫度條件下鋪裝層的永久變形隨荷載累計(jì)作用時(shí)間的變化規(guī)律，并研究了重載作用對鋪裝層車轍發(fā)展的影響