超高性能轻型组合桥面UHPC-TPO层间温度应力研究

《超高性能轻型组合桥面UHPC-TPO层间温度应力研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代号１０５３２学号Ｓ１４０１００１８９分类号Ｕ４４３．３７密级公开響ＨＵＮＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文超高性能轻型组合桥面ＵＨＰＣ－ＴＰＯ层间温度应力研究学位申请人姓名陈卫培养单位土木工程学院导师姓名及职称李嘉教授学科专业交通运输工程研究方向钢桥面铺装２０８曰论文提交日期１年５月２８学校代号：10532学号：S140100189密级：公开湖南大学硕士学位论文超高性能轻型组合桥面UHPC-TPO层间温度应力研究学位申请人姓名：陈卫导

2、师姓名及职称：李嘉教授培养单位：土木工程学院专业名称：交通运输工程论文提交日期：2018年5月28日论文答辩日期：2018年5月31日答辩委员会主席：黄立葵教授StudyonTemperatureStressesBetweenUHPO-TPOLayersofUltra-HighPerformanceLightweightCombinedBridgeDeckbyCHENWeiB.E.(HunanUniversity)2014Athesissubmittedinpartialsatisfaction

3、oftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringScienceinTransportationEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLIJiaMay,2018超高性能轻型组合桥面UHPC-TPO层间温度应力研究摘要为了解决钢桥面疲劳开裂和铺装层早期破坏两大难题，提出超高性能轻型组合桥面体系，将UHPC（Ultra-HighPerformanceConc

4、rete）铺筑于钢桥面上，表面层采用10mm聚合物混凝土TPO(ThinPolymerOverlay)。为掌握轻型组合桥面温度应力变化规律，避免TPO-UHPC层间受力破坏，本文对超高性能轻型组合桥面UHPC-TPO层间温度应力进行了相关研究，主要完成了以下工作：开展铺装层材料热力学参数试验研究，采用应变片法测量TPO材料的热膨胀系数，采用超声波法测量TPO动弹性模量，并通过静压弹性模量进行修正。实验结果表明：TPO应变与温度成线性正相关，TPO热膨胀系数比水泥基材料要大得多；TPO弹性模量随着

5、温度的升高而减小。利用大型有限元软件ABAQUS建立润扬长江大桥南汊桥有限元模型，对组合铺装结构进行层间温度应力研究。对影响TPO-UHPC层间温度应力的主要因素进行参数敏感性分析，探讨热膨胀系数比、TPO厚度、施工温度等对层间温度应力的影响。有限元研究结果表明：TPO-UHPC层间应力分布具有显著的边界效应，在远离铺装层边缘位置，层间温度应力的值接近零，而靠近板边缘时迅速增大。在均匀温度变化下，层间剪应力和法向拉应力随着膨胀系数比和TPO层厚度减小而减小；层间剪切应力相较于法向拉应力在铺装体系

6、中占主导地位；在高温和低温环境下，施工温度对TPO-UHPC层间应力的影响趋势相反，选择合适的TPO厚度及施工温度，可以减小温度应力幅。对铺装结构进行单独车辆荷载和车辆-温度耦合分析，计算结果表明：单独车辆荷载作用下，层间剪应力随着温度升高而降低，法向拉应力随着温度升高而增大。车辆-温度耦合作用下，层间剪应力和层间法向拉应力都随着温度升高而降低。车辆-温度耦合作用下应力峰值与温度应力峰值十分接近，只有略微增大，且应力峰值都分布在铺装层边界位置，与温度应力分布情况一致；而在车轮附近位置，耦合应力与

7、车辆荷载应力水平十分接近。关键词：轻型组合桥面铺装；层间温度应力；超高性能混凝土；聚合物混凝土；有限元分析II硕士学位论文AbstractInordertosolvetwodifficultproblemsoffatiguecrackingofsteelbridgesurfaceandearlydamageofpavementlayer,theultrahighperformancelightweightcompositebridgedecksystemwasputforward,UHPC(Ul

8、tra-HighPerformanceConcrete)waslaidonthesteelbridgesurface,andthesurfacelayerwas10mmTPO(ThinPolymerOverlay).InordertomasterthevariationlawofthetemperaturestressofthelightcombineddeckandavoidthestressdamagebetweentheTPO-UHPClayers,thispaperstudiesthet