钢桥面沥青混合料铺装体系疲劳特性的损伤力学分析

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1、第39卷第2期土木工程学报Vol139No122006年2月CHINACIVILENGINEERINGJOURNALJan12006钢桥面沥青混合料铺装体系疲劳特性的损伤力学分析1211刘振清黄卫刘清泉曹东伟(11交通部公路科学研究院,北京100088;21东南大学,江苏南京210096)摘要:用损伤力学原理及方法,从力学近似法角度分析了单纯的沥青混合料铺装层矩形截面梁疲劳损伤特性,推导出梁的应变场和疲劳寿命预测公式。按抗弯刚度等效简化原则,将疲劳试验复合梁模型中的实际桥面用钢板简化为沥青混合料铺装层叠加到下面的沥青混合料铺装层上,共同组成准单纯的沥青混合料铺装

2、层矩形截面梁,应用该原理及方法推导出梁底缘的应变场,以南京长江第二大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装体系复合梁疲劳试验为例,进一步推导出复合梁的疲劳寿命预测公式。通过实例分析,表明损伤力学原理及方法可用于分析钢桥面沥青混合料铺装体系疲劳特性,其疲劳寿命预测结果是较为精确的,它的实际应用还需给出相应的修正,此外指出了环氧沥青混凝土铺装具有很好的抗疲劳性能。关键词:钢桥面板;沥青混合料铺装;损伤力学;矩形截面梁;应变;疲劳中图分类号:U443133文献标识码:A文章编号:1000-131X(2006)02-0117-06Damagemechanicsonthefatigu

3、echaracteristicsofasphaltmixturesurfacingforsteelbridgedecks1211LiuZhenqingHuangWeiLiuQingquanCaoDongwei(11ResearchInstituteofHighway,MinistryofCommunications,Beijing100088,China;21SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)Abstract:Thefatiguedamagecharacteristicsofbeamswithrectangularc

4、rosssectionsforsimpleasphaltmixturesurfacingisanalyzedbyusingthemethodofdamagemechanics.Fromthemethod,thestrainfieldinthebeamandaformulaforpredictingthefatiguelifeofthebeamarepresented.Accordingtotheprincipleofbending-resistancestiffnessequivalence,thesteelbridgedeckofthecompositebea

5、mmodelforfatiguetestsissimplifiedintoanasphaltmixturesurfaceoverlayontheoriginalasphaltmixturesurfacing,andthestraininthebeamforthequas-isimpleasphaltmixturesurfacingisderived.Asanexample,usingthecompositebeamfatiguetestonthesteelbridgedeckepoxyasphaltconcretesurfacingofNanjingSecond

6、YangtzeRiverBridge,apredictiveformulaforthefatiguelifeofthebeamisproposed.Theresultsindicatethatthedamagemechanicsprincipleandtheassociatedmethodareusefulfortheanalysisofthefatiguedamageofsteelbridgedeckasphaltmixturesurfacing,andthepredictionoffatiguelifeisquitereliable.Furthermore,

7、itissuggestedthatepoxyasphaltsurfacingappearstoprovidegoodfatigue-resistance.Keywords:steeldeck;asphaltmixturesurfacing;damagemechanics;rectangularsectionbeam;strain;fatigueE-mai:lzq1liu@rioh1cn建成的大跨径钢箱梁桥桥面大多数采用沥青混合料铺引言装。近几十年来沥青路面疲劳破坏问题受到世界各国的广泛关注,此问题一直是沥青路面设计理论中的一沥青混合料是一种具有空间网络结构的分散

8、体个主要研究课题,究其原