扭转梁悬架碳纤维复合材料横梁结构优化

鉴于碳纤维增强复合材料(CFRP)轻质高强的特点,本文中将某乘用车扭转梁悬架原钢质横梁用碳纤维复合材料替代,并进行结构优化设计。首先,通过碳纤维增强复合材料层合板力学性能试验获得材料力学参数,建立悬架扭转梁有限元模型,并对扭转梁中的碳纤维复合材料横梁截面进行改进设计。在此基础上,综合考虑横梁质量、刚度和工艺约束,对CFRP横梁进行铺层厚度、角度和铺层顺序的多层次优化。优化后,在满足各项性能指标的情况下,碳纤维增强复合材料横梁比原钢质横梁轻量79.34%,取得显著的轻量化效果。     

沥青面层和层间处治措施对再生水稳基层路面反射裂缝的影响分析

反射裂缝是再生水稳基层的主要病害,沥青面层的厚度、模量以及层间处治措施如土工格栅、SBS沥青混合料应力吸收层和橡胶沥青碎石层等是影响反射裂缝的主要因素。该文结合再生水稳基层路面结构参数,通过有限元建模计算并定量分析了面层的厚度、模量和3种层间处治措施对表征裂缝反射能力的沥青面层底部应力的影响。结果表明:在一定范围内提升沥青面层和层间处治层厚度均能有效缓解面层底部的应力集中现象,但两者模量的提高会加大面层底部的剪应力和弯拉应力;且以上层间处治措施中SBS沥青混合料层间处治层对降低沥青面层底部应力集中最为显著。     

异形钢桥面铺装受力特征研究

为研究异形钢桥面铺装受力特征,选取典型异形钢桥并采用不同建模方法进行分析,与现场加载试验对比后发现,曲桥模型更为精确。采用曲桥模型分析后发现异形钢桥面铺装的受力特征与常规钢桥面铺装存在较大区别,其受力特征为:随着铺装层弹性模量的增加,最大拉应变处的层顶拉应变值不断减小,层底拉应变不断增大,层底最大剪应力则先增大后减小,之后再增大。     

超高性能混凝土在大跨度铁路桥梁钢桥面铺装中的应用

铁路桥钢桥面铺装主要作用是保护钢桥面免受道砟的磨损与雨水的侵蚀,为提高铁路钢桥面铺装的使用寿命,减少中期维修,对铁路钢桥面超高性能混凝土(UHPC)组合桥面铺装体系进行研究。以沪通长江大桥主航道桥为背景工程,制作带UHPC铺装层的正交异性钢桥面板单U肋梁模型进行抗水渗性能试验,并结合实桥进行UHPC组合桥面铺装体系设计和施工工艺研究。结果表明:UHPC组合桥面体系在无裂缝时抗渗性能满足使用要求,可有效保护钢板免受雨水侵蚀,带裂缝的组合桥面,运营过程中裂缝会逐渐闭合,阻止雨水进一步渗透,具有较强的抗渗能力储备;为避免新浇混凝土开裂,UHPC应严格按规范流程施工,施工温度宜选择15~25℃,浇筑后应及时覆膜保湿养护。     

拼宽空心板桥荷载横向分布计算方法

为研究拼宽空心板桥荷载横向分布系数的计算方法,首先分别开展采用8,22 cm铺装层的空心板桥足尺模型荷载横向分布试验,接着开展采用刚性拼接结构的拼宽空心板桥足尺模型荷载横向分布试验,并将试验结果与既有铰接板法和刚接板法荷载横向分布系数的计算结果进行对比分析;最后讨论既有铰接板法和刚接板法的适用范围,进而提出了一种新的荷载横向分布系数计算方法,并探讨拼宽空心板桥的拼接结构刚度取值的合理范围。研究结果表明：既有铰接板法和刚接板法分别适用于计算铺装层厚度较小和较大的空心板桥荷载横向分布系数,但二者均无法考虑不同铺装层厚度对荷载横向分布的影响,为此提出了考虑铺装层厚度影响的荷载横向分布系数计算方法,相应的计算结果与试验结果的偏差仅为2.7%;对于采用刚性拼接结构的拼宽空心板桥,铰接板法或者刚接板法均无法正确地反映拼宽空心板桥的荷载横向分布规律,为此提出了考虑拼接结构刚度的拼宽空心板桥荷载横向分布系数计算方法,其中新旧桥板高错位布置的拼宽空心板桥拼接结构刚度为不考虑新桥铺装层厚度的刚度,该方法求得的荷载横向分布规律与试验结果的变化趋势一致,相应的计算结果与试验结果的最大偏差仅为5.4%。     

浆体流变特性对透水混凝土性能的影响

为研究浆体流变特性对透水混凝土力学与透水性能的影响规律,通过减水剂与增黏剂掺量的变化调配出5种不同流动度及6种不同塑性黏度的水泥浆体,并固定浆集比配置出对应的透水混凝土。采用光学显微镜图像分析透水混凝土中骨料颗粒表面浆体裹附层厚度,以水泥浆体的拉拔黏结强度表征浆体与骨料的黏结强度,在研究浆体流动度及塑性黏度对浆体拉拔黏结强度、骨料颗粒表面浆体包裹层厚度影响的基础上,进一步探讨了浆体流变特性对透水混凝土抗压、抗折强度、空隙率以及透水系数的影响规律,揭示出浆体流动度与塑性黏度对透水混凝土力学与透水性能的作用原理。研究结果表明：随着浆体流动度及塑性黏度的增加,透水混凝土力学性能呈现先提高后降低的趋势,而透水混凝土的透水系数则随着浆体流动度的增加逐渐降低,随着浆体塑性黏度的增加逐渐增加;结合浆体流变性能对浆体自身拉拔黏结强度及骨料颗粒表面浆体包裹层厚度的影响发现,浆体流变特性主要通过影响浆体自身黏结特性而作用于透水混凝土力学性能,通过影响骨料颗粒表面浆体包裹层厚度及其分布状态而作用于透水混凝土的透水性能;在进行透水混凝土配合比设计时,可以通过调控浆体的流变特性,达到兼顾透水混凝土力学性能与透水性能的目的。     

聚氨酯-环氧沥青混凝土钢桥面铺装体系性能研究

为了研究聚氨酯-环氧沥青混凝土钢桥面铺装体系的路用性能,将聚氨酯-环氧沥青混凝土和进口环氧沥青混凝土的路用性能进行对比研究,测试了不同防水粘结材料与铺装层的结合强度,研究了3种聚氨酯-环氧沥青混凝土铺装体系的组合结构性能。结果表明:1)聚氨酯-环氧沥青混凝土具有比进口环氧沥青材料更加优异的路用性能; 2)相对TOPEVER和Chem Co环氧粘结剂,自制二阶反应环氧防水粘结剂的粘结效果最优,宜作为聚氨酯-环氧沥青混凝土铺装体系的防水粘结材料; 3) 3种聚氨酯-环氧沥青混凝土铺装组合结构均具有优异的层间粘结性能和高温稳定性,其疲劳耐久性尤为突出。     

BRT专用车道站台段钢桥面铺装的一种解决方案

BRT专用车道的定点停车位作为铺装的薄弱点,若铺装层的高温动稳定性不足将造成该处形成剪切推移、车辙等病害。以贵阳市中环路为背景,对BRT专用车道站台段钢桥面铺装的四个方案进行比选,并选取热拌式沥青混凝土作为实施方案,经验证效果良好,可为国内外的类似工程提供参考。     

奇龙大桥钢桥面铺装质量控制与防水抗滑层的应用研究

针对环氧树脂防水抗滑层在奇龙大桥钢桥面铺装中的应用,总结分析了其桥面铺装的方案选择、施工质量控制和施工要点,开展了环氧树脂防水黏结层及抗滑层的性能试验研究,评价了环氧树脂黏结层的养生强度增长规律。结果表明:在环氧黏结剂未完全固化前,其拉剪强度随着养生时间的增加逐渐增长,待其达到完全固化强度后趋于稳定,且养生温度是其拉剪强度增长的关键影响因素。跟踪调查了奇龙大桥通车1年后的桥面铺装层状况,调查结果表明其桥面铺装整体路用性能表现良好,其长期性能有待于进一步跟踪观测。     

密级配抗滑超薄磨耗层材料UWM-10设计与路用性能研究

采用多链聚烯烃和SBS复合改性方法,对超薄铺装材料UWM-10进行密级配设计,通过开展体积指标与高温性能、低温性能、抗水损害性能的评价,提出其设计和路用性能评价指标。同时,提出改进的车辙试验方法,研究超薄铺装材料长期行车荷载作用下路面构造深度的衰减变化规律。采用CT扫描方法,研究UWM-10与下承界面之间的黏结效果和空间空隙分布规律,评价层间黏结效果。室内研究与现场试验表明:UWM-10具有良好的路用性能和抗滑性能,其构造深度的衰减程度小于传统的超薄铺装材料,且其与下承界面的黏结效果优于传统的超薄铺装材料,是一种性能优异的新型超薄铺装材料。