循环荷载作用下钢桥面铺装疲劳损伤失效行为研究

作     者：徐勋倩 杨威 黄卫 季涛 李雪雪 储柳 XU Xunqian;YANG Wei;HUANG Wei;JI Tao;LI Xuexue;CHU Liu

作者机构：南通大学纺织服装学院江苏南通226019 东南大学交通学院南京210009 

基　　金：国家重点研发项目(2016YFB0303100) 江苏省基础研究计划项目(BK20171254) 江苏省大学生创新训练计划项目(201910304100Y) 南通市应用基础研究项目(JC2018095) 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2020年第39卷第7期

页      码：59-66页

摘      要：针对钢桥面铺装工程中普遍采用的改性沥青(Stone Matrix Asphalt,SMA)、浇筑式沥青(Guss asphalt,GA)、环氧沥青(Epoxy asphalt,EP)混合料双层铺装结构,进行了循环车载作用下钢桥面与沥青混凝土铺装疲劳损伤特性理论分析与试验研究。基于疲劳损伤度,研究了钢桥面铺装疲劳损伤失效行为和疲劳开裂过程中损伤场、应力和应变场动态演变机制,推导出疲劳失效时的损伤场、应力和应变场计算表达式,并给出钢桥面铺装疲劳寿命理论公式。以三座钢箱梁桥桥面铺装(润扬长江大桥2005,南京长江三桥2005,苏通大桥2008)为例,对不同铺装结构组合方案下的复合梁进行疲劳试验分析和使用寿命理论预测。实例研究结果表明,钢桥面铺装疲劳损伤失效行为预估模型合理可行;相较于改性沥青、浇筑式沥青,环氧沥青混合料具有较强高的强度低变形能力,更适合于大跨径钢桥面铺装抗疲劳的设计要求;由环氧沥青混合料组合而成的“双层环氧沥青混凝土”和“浇注式沥青混凝土(下层)+环氧沥青混凝土(上层)”的抗疲劳性能优于其它沥青混合料铺装结构组合方案,同等厚度组合情况下疲劳使用寿命可延长1倍~2倍以上;“双层环氧沥青混凝土”已应用于润扬长江大桥、南京长江三桥和苏通长江大桥钢桥面工程,并已成功运行10年以上,其跟踪观测结果良好。

主 题 词：钢桥面铺装 疲劳损伤 疲劳失效 疲劳试验 疲劳寿命预估方法 

学科分类：081406[081406] 1002[医学-临床医学类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0814[工学-地质类] 0801[工学-力学类] 0702[理学-物理学类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.13465/j.cnki.jvs.2020.07.009

馆 藏 号：203906637...