大跨径钢桥铺装组合结构疲劳性能研究

由于钢桥面的特殊结构,常用疲劳试验装置不能很好地模拟桥面铺装的疲劳破坏模式。为了正确评价桥面铺装沥青混合料的疲劳性能,通过有限元分析,建立钢桥面铺装最不利荷载模型,检验各铺装结构的抗疲劳性能。根据有限元分析模型提出了进行钢桥面铺装组合结构疲劳试验的室内疲劳试验模型。按照模型尺寸加工了试验装置,并对常用的3种桥面铺装组合结构进行了疲劳试验验证,试验结果与3种铺装组合结构在实体工程中的使用寿命基本吻合。     

钢桥面铺装层疲劳试验模型研究综述

如何选取有效的钢桥面铺装层疲劳试验模型,是研究和解决钢桥面铺装结构层疲劳裂缝问题的关键所在。从试验桥跟踪观测、直环道加速加载试验和复合结构疲劳试验模型3个方面,对钢桥面铺装层疲劳试验模型的研究进展进行了系统、深入的阐述,并分析了每类疲劳试验模型的优缺点,为钢桥面铺装结构疲劳试验模型的进一步研究提供借鉴和参考。     

钢桥面薄层环氧树脂混凝土铺装材料路用性能试验研究

针对桥梁工程实践中对于钢桥面铺装习惯采用较厚结构,而铺装仍然出现大量早期损坏的问题,对钢桥面铺装设计控制指标进行了分析,提出采用特制环氧树脂混凝土的钢桥面薄层铺装结构。对特制环氧树脂混凝土进行了圆柱体单轴压缩试验、冻融劈裂试验、车辙试验和小梁弯曲试验、小梁弯曲疲劳试验,分析了采用特制环氧树脂混凝土铺筑钢桥面薄层铺装的可行性。采用直道足尺疲劳试验,分析了钢桥面特制环氧树脂混凝土薄层铺装的施工性能,并对其综合路用性能进行了评价。试验结果表明,钢桥面采用特制环氧树脂混凝土薄层铺装能够满足力学上的要求,路用性能能够达到工程要求。     

超高性能混凝土钢桥面铺装疲劳性能试验研究

为研究新型超高性能混凝土钢桥面铺装结构的疲劳性能,采用五点加载复合梁疲劳试验对其进行测试.参照常规复合梁试验方法,结合新型铺装结构特点,对试件尺寸、应力水平和破坏准则进行了修正.试验结果表明,该新型铺装结构疲劳性能优良,环氧黏结层首先发生疲劳破坏,试验过程中复合梁刚度没有明显退化,试验结束后试件仍保持较高的剩余承载力.通过试验获得了适用于该种新型铺装结构梁的疲劳S-N曲线,可为同类钢桥面铺装设计提供参考.     

水泥混凝土桥沥青混凝土铺装典型结构研究

桥面铺装的质量直接影响着行车的安全性和舒适性,而桥面铺装的结构组合又直接决定了桥面铺装的质量。通过7种桥面铺装层材料的层间黏结性能试验、3种桥面铺装组合结构的温度稳定性试验和复合小梁弯曲疲劳试验,确定了桥面铺装层间黏结材料和沥青混凝土铺装结构的性能排序。在此基础上,提出了桥面铺装的典型结构型式,可供桥面铺装设计和施工参考。     

钢桥面铺装疲劳性能研究综述

钢桥面铺装疲劳问题一直是全世界所关注的难题。综合近些年国内外钢桥面铺装疲劳试验模型、理论研究方法及新兴铺装材料疲劳方面的最新研究成果,对其优缺点、应用现状等展开全面系统的分析,结果表明:在试验模型方面主要有小梁弯曲试验、劈裂疲劳试验、复合梁试验、直环道加速加载试验及试验桥模型,复合梁模型以其对钢桥面铺装实际疲劳过程的准确模拟、高精度、试验可控性好及适于室内进行等优势在铺装体系疲劳性能研究方面运用最为广泛,但其边界条件问题仍未解决,小梁弯曲疲劳模型对单纯铺装材料的疲劳研究效果最好;在理论研究手段方面有唯像学、能量法及力学近似法3类,唯像学结合复合梁试验及数理统计应用较多,但近些年在能量法及力学近似法方面的应用在不断提升;在新兴铺装材料的研究方面以刚性材料超高性能混凝土系列及高延性水泥基复合材料(ECC)铺装研究力度最强、应用前景最好,但两者在复杂应力、环境下疲劳问题和与钢板界面黏结方面研究有待加强,尤其是ECC铺装各项性能研究尚处于起步阶段,离实际应用仍很遥远。     

钢桥面组合铺装结构性能研究

通过对包括沥青混凝土的3种组合铺装结构高温稳定性能、低温弯曲性能、疲劳性能以及防水材料性能的综合研究,对比环氧沥青与浇筑式组合结构、与双层环氧铺装结构的性能差异,通过试验验证不同类型的组合铺装结构作为钢桥面铺装的技术性能,提出组合铺装结构作为钢桥面铺装的建议.     

沌口长江公路大桥试验段铺装结构的路用性能

针对沌口长江公路大桥重载交通量巨大以及极热的气温条件,在了解铺装材料特性及适用性的基础上,提出了聚合物复合改性沥青GA-10与高弹改性沥青SMA-10结合的铺装结构方案,并进行试验段铺装;对铺装结构的高温稳定性、低温抗裂性、疲劳性能及其他性能进行了综合研究,同时与其他铺装结构的路用性能进行对比。结果表明,试验段铺装结构具有优异的路用性能,能够满足沌口长江公路大桥钢桥面铺装的要求,这为该主桥钢桥面铺装提供了技术保证。     

钢桥面复合改性沥青混合料铺装路用性能研究

针对钢桥面铺装早期损坏中热稳定性不足的问题,依据聚合物改性原理,选取了3种改性剂,通过设计正交试验,采用极差分析和综合平分法,研制出了一种钢桥面铺装新材料——复合改性沥青;测试了该胶结料的基本性能,并对其混合料进行了高温车辙、低温弯曲、水稳定性及疲劳试验。结果表明:复合改性沥青的温度敏感性低、抗剪切变形能力强,其混合料的路用性能均得到了明显改善,尤其是高温抗车辙能力提高显著,且经济效益可观,适用于钢桥面铺装。     

复合浇注式钢桥面沥青铺装的路用性能

为评估钢桥面复合浇注式铺装的路用性能,基于南京四桥开展了直馏硬质沥青浇注式混凝土与高弹改性沥青AC混合料设计及性能验证,通过车辙试验、低温弯曲试验、疲劳试验与变形协调试验对复合铺装结构进行研究。结果表明:复合浇注式铺装具备优异的低温抗裂性能、疲劳性能与变形协调性能,且高温抗车辙性能良好;通车运营4年后,桥面铺装性能优良,为国内类似工程项目提供有益借鉴。     

钢桥面铺装组合结构的路用性能研究

对比研究了5种钢桥面铺装组合结构(EA-10+EA-10、EA-10+SMA-10、GA-10+EA-10、GA-10+SMA-10和SMA-10+SMA-10)的高温性能、疲劳性能、抗滑性能及防水性能等;同时考察了二阶环氧树脂防水粘结剂与铺装组合结构的界面粘结性能。试验结果表明,采用高韧性环氧沥青混凝土的组合结构具有优异的路用性能;二阶环氧树脂防水粘结剂能很好地适用于各种铺装组合结构。通过试验验证了5种铺装组合结构的综合技术性能,为我国钢桥面铺装提供一定的理论参考。     

钢桥面铺装组合结构疲劳试验研究

桥面铺装是钢桥面行车体系的重要组成部分,桥面铺装质量的好坏直接影响行车的安全性和舒适性.针对"浇筑式沥青混凝土+环氧沥青混凝土"的钢桥面铺装方案,选择更易于引起铺装脱层及开裂的试验加我方法,分别对3种铺装组合结构进行疲劳试验,比较不同组合结构的性能,得出试验结论.试验结果时于大型钢桥面的组合铺装具有借鉴意义.     

钢桥面铺装体系材料选型与设计

结合铺装材料的配合比设计和性能试验，研究分析了典型铺装材料的高温稳定性能、抗疲劳开裂性能和黏结层应用性能。结果表明：环氧沥青混合料EA表现出较好的抗车辙特性，其60℃最终车辙深度为沥青玛蹄脂碎石混合料SMA的30%左右，70℃最终车辙深度仅为SMA的25%左右；对于SMA，在铺装设计时需要考虑一个临界应变水平，并在结构设计时宜控制其实际应变水平低于该临界值；存在最佳黏结材料用量使层间黏结强度达到最大，且拉拔试验和斜剪试验得到的最佳用量一致，2种试验结果具有一致性。     

ERS铺装对钢桥面板疲劳性能的影响及参数分析

为了研究树脂沥青组合铺装体系(ERS)对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响,以宜昌伍家岗长江大桥为工程背景,采用ANSYS软件分别建立有、无铺装层的钢桥面板足尺节段有限元模型,针对不同温度条件下铺装层对钢桥面板疲劳性能的影响作用进行系统研究.结果表明:考虑铺装层与钢桥面板的协同受力之后,U肋与顶板焊接细节4个疲劳易损部位的...     

钢桥面沥青铺装层间处理技术

通过对钢桥面沥青铺装层性能要求、混凝土类型选择和铺装层破坏类型的技术分析，针对中国双层沥青混凝土钢桥面铺装体系，介绍了铺装主体上、下层之间以及铺装主体和钢桥面之间的层问处理的新结构、新材料、新工艺。     

超重荷载钢桥铺装结构设计与桥梁加固方案研究

交通荷载对钢桥面铺装的使用寿命有很大影响,为设计出满足超重行车荷载使用要求的钢箱梁桥面铺装,运用有限元方法分析了3种备选铺装结构在超重荷载作用下的力学性能,并进一步研究为改善铺装受力状况而采取的桥梁加固措施,为桥梁结构与桥面铺装一体化设计做出了有益的尝试。根据研究结果,推荐钢桥面采用"7.5 cm三层环氧沥青混凝土"铺装结构,并对桥梁结构采用在腹板附近加焊纵向加劲肋的方式进行加固。研究表明,增加铺装厚度以及钢桥面板局部结构的优化,可以较为明显地改善铺装的受力状况,建议钢桥结构设计与桥面铺装设计应同步、协调进行。     

基于钢筋网联结的钢-ECC组合桥面结构抗弯性能试验研究

为解决正交异性钢桥面铺装层破损及钢桥面结构疲劳开裂等病害问题,提出一种基于钢筋网联结的正交异性钢板-轻质超高韧性水泥基复合材料(ECC)组合桥面结构体系。试验结果表明:1)基于钢筋网联结的钢-ECC组合桥面结构具有良好的承载能力和控制裂缝能力;2)不同配筋组合桥面板的开裂强度不低于4.33 MPa,能够满足组合桥面的横向抗拉应力要求;3)ECC和钢板之间界面的滑移值很小,界面抗剪能力强。     

军山长江大桥钢-UHPC组合桥面改造效果研究

武汉军山长江大桥原桥面铺装为双层SMA,随着车流量的增加和超重车辆的影响,运营多年后该桥正交异性钢桥面板出现疲劳裂缝。为处治桥面板隐性裂缝,分别对上游侧进行了钢桥面冷拌环氧树脂桥面铺装及桥面板焊接施工,对下游侧进行钢-UHPC组合桥面铺装改造。为评估钢-UHPC组合桥面的改造效果,基于已建立的运营期安全监测系统及有针对性的增布动应变测点,对随机荷载作用下桥梁上、下游侧桥面板的局部应力进行测试。结果表明:在下游侧的车辆数量和轴重均高于上游侧的情况下,下游侧测点的等效应力幅大多小于对应的上游侧,表明钢-UHPC组合桥面铺装明显改善了该桥正交异性钢桥面板的疲劳应力。