大纵肋正交异性钢—高性能混凝土组合桥面板疲劳失效机理研究
发布时间：2020-12-15 04:57
钢桥面板疲劳开裂和桥面铺装损坏是长期困扰正交异性钢桥面板发展的主要制约因素。引入超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete,UHPC）与工程用水泥基复合材料（Engineered Cementitious Composites,ECC）,通过剪力连接件与大纵肋正交异性钢桥面板组成新型大纵肋正交异性钢—高性能混凝土组合桥面板,是从结构体系层面解决上述问题的有效途径之一。确定结构的疲劳破坏模式和疲劳控制细节,明确结构力学性能的劣化过程,揭示结构局部力学性能劣化与结构疲劳性能间的关系,阐明结构疲劳损伤的演化过程,是研究该类新型组合桥面板疲劳失效机理的基础和关键。通过模型试验与理论分析对大纵肋正交异性钢—高性能混凝土组合桥面的疲劳失效机理进行了系统深入的研究,开展和完成了如下工作:（1）UHPC与ECC中短栓钉的抗剪力学性能通过8个短栓钉推出模型试验与非线性有限元数值分析,对UHPC与ECC中短栓钉的抗剪力学行为进行了研究。基于弹性地基梁理论,通过引入高性能混凝土反力系数,推导了具有明确物理意义的短栓钉荷载-滑移曲线解析表达式。通过参数化非线性有限元分析,系...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
符号说明
第1章 绪论
1.1 研究背景和研究对象
1.1.1 正交异性钢桥面板及其病害问题
1.1.2 正交异性钢桥面板病害的解决方案
1.1.3 研究对象
1.2 国内外研究现状
1.2.1 高性能混凝土中栓钉的静力性能
1.2.2 高性能混凝土中栓钉的疲劳性能
1.2.3 正交异性钢—高性能混凝土组合桥面板的疲劳问题
1.3 存在的问题
1.4 主要研究内容
第2章 UHPC与 ECC中短栓钉静力性能研究
2.1 材料力学性能试验
2.1.1 ECC材料
2.1.2 UHPC材料
2.2 静力推出试验
2.2.1 试验件尺寸
2.2.2 加载及测点布置
2.2.3 试验结果
2.3 有限元数值分析
2.3.1 非线性有限元数值模型
2.3.2 材料本构模型
2.3.3 数值模型的验证
2.3.4 参数化研究
2.4 本章小结
第3章 ECC中短栓钉疲劳性能研究
3.1 疲劳性能试验研究
3.1.1 疲劳试验加载
3.1.2 疲劳试验结果
3.1.3 ECC中短栓钉的疲劳强度曲线
3.1.4 动态滑移演化规律
3.1.5 ECC中短栓钉疲劳劣化理论模型
3.2 ECC中短栓钉的疲劳开裂机理研究
3.2.1 ECC损伤对短栓钉疲劳性能的影响
3.2.2 基于断裂力学的短栓钉疲劳开裂机理研究
3.3 本章小结
第4章 大纵肋正交异性钢—高性能混凝土组合桥面板横桥向疲劳性能研究
4.1 研究概述
4.2 试验研究
4.2.1 试验件尺寸
4.2.2 加载与测点布置
4.3 试验结果
4.3.1 疲劳失效模式
4.3.2 结构局部力学性能劣化
4.4 数值分析
4.4.1 有限元模型
4.4.2 损伤演化过程
4.5 本章小结
第5章 大纵肋正交异性钢—高性能混凝土组合桥面板纵桥向疲劳性能研究
5.1 研究概述
5.2 试验研究
5.2.1 试验件尺寸
5.2.2 加载与测点布置
5.3 试验结果
5.3.1 疲劳失效模式
5.3.2 结构局部力学性能劣化
5.4 数值分析
5.4.1 有限元模型
5.4.2 损伤演化过程
5.5 本章小结
第6章 考虑钢—混组合效应劣化的时变疲劳分析及评估方法
6.1 考虑钢—混组合效应劣化的时变疲劳分析方法
6.1.1 钢—混界面力学性能的数值模拟方法
6.1.2 疲劳分析方法的建立与验证
6.2 大纵肋正交异性钢—高性能混凝土组合桥面板疲劳性能分析
6.2.1 考虑钢—混组合效应劣化的有限元分析模型
6.2.2 横向荷载位I计算结果
6.2.3 横向荷载位II计算结果
6.2.4 横向荷载位III计算结果
6.2.5 考虑钢—混组合效应劣化的疲劳性能简化评估方法
6.3 本章小结
结论及展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及科研成果
攻读博士学位期间参与的科研项目
本文编号：2917698
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
符号说明
第1章 绪论
1.1 研究背景和研究对象
1.1.1 正交异性钢桥面板及其病害问题
1.1.2 正交异性钢桥面板病害的解决方案
1.1.3 研究对象
1.2 国内外研究现状
1.2.1 高性能混凝土中栓钉的静力性能
1.2.2 高性能混凝土中栓钉的疲劳性能
1.2.3 正交异性钢—高性能混凝土组合桥面板的疲劳问题
1.3 存在的问题
1.4 主要研究内容
第2章 UHPC与 ECC中短栓钉静力性能研究
2.1 材料力学性能试验
2.1.1 ECC材料
2.1.2 UHPC材料
2.2 静力推出试验
2.2.1 试验件尺寸
2.2.2 加载及测点布置
2.2.3 试验结果
2.3 有限元数值分析
2.3.1 非线性有限元数值模型
2.3.2 材料本构模型
2.3.3 数值模型的验证
2.3.4 参数化研究
2.4 本章小结
第3章 ECC中短栓钉疲劳性能研究
3.1 疲劳性能试验研究
3.1.1 疲劳试验加载
3.1.2 疲劳试验结果
3.1.3 ECC中短栓钉的疲劳强度曲线
3.1.4 动态滑移演化规律
3.1.5 ECC中短栓钉疲劳劣化理论模型
3.2 ECC中短栓钉的疲劳开裂机理研究
3.2.1 ECC损伤对短栓钉疲劳性能的影响
3.2.2 基于断裂力学的短栓钉疲劳开裂机理研究
3.3 本章小结
第4章 大纵肋正交异性钢—高性能混凝土组合桥面板横桥向疲劳性能研究
4.1 研究概述
4.2 试验研究
4.2.1 试验件尺寸
4.2.2 加载与测点布置
4.3 试验结果
4.3.1 疲劳失效模式
4.3.2 结构局部力学性能劣化
4.4 数值分析
4.4.1 有限元模型
4.4.2 损伤演化过程
4.5 本章小结
第5章 大纵肋正交异性钢—高性能混凝土组合桥面板纵桥向疲劳性能研究
5.1 研究概述
5.2 试验研究
5.2.1 试验件尺寸
5.2.2 加载与测点布置
5.3 试验结果
5.3.1 疲劳失效模式
5.3.2 结构局部力学性能劣化
5.4 数值分析
5.4.1 有限元模型
5.4.2 损伤演化过程
5.5 本章小结
第6章 考虑钢—混组合效应劣化的时变疲劳分析及评估方法
6.1 考虑钢—混组合效应劣化的时变疲劳分析方法
6.1.1 钢—混界面力学性能的数值模拟方法
6.1.2 疲劳分析方法的建立与验证
6.2 大纵肋正交异性钢—高性能混凝土组合桥面板疲劳性能分析
6.2.1 考虑钢—混组合效应劣化的有限元分析模型
6.2.2 横向荷载位I计算结果
6.2.3 横向荷载位II计算结果
6.2.4 横向荷载位III计算结果
6.2.5 考虑钢—混组合效应劣化的疲劳性能简化评估方法
6.3 本章小结
结论及展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及科研成果
攻读博士学位期间参与的科研项目
本文编号：2917698
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