動(dòng)載下粘貼GFRP的環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝受力分析.pdf

1、在大跨徑鋼箱梁橋的使用過程中，由于早期的鋼橋面板是較薄的正交異性結(jié)構(gòu)，鋪裝層整體剛度小，應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，易產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力，極易導(dǎo)致鋪裝材料產(chǎn)生裂縫、推移和擁抱等破壞現(xiàn)象，最終導(dǎo)致鋼板銹蝕破壞?；谶@種情況，在對(duì)鋼橋面鋪裝層進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)，為提高鋼橋面鋪裝層的剛度，在鋼橋面板和鋪裝材料之間粘貼一層熱膨脹性系數(shù)與鋼板差異很小且具有一定厚度的玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GFRP)薄板，該材料對(duì)鋼板的變形有良好的追從性，因此能更好地適應(yīng)鋼板的變形，從而起到

2、延長(zhǎng)鋼橋面鋪裝層壽命的作用。
　　本文主要通過有限元分析的方法，建立局部鋼橋面鋪裝模型，模擬車輛勻速行駛和緊急制動(dòng)狀態(tài)，分析粘貼GFRP的鋼橋面鋪裝受力情況。本論文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　1、分析目前常用的三種鋼橋面鋪裝層結(jié)構(gòu):雙層改性SMA、澆筑式瀝青混凝土+SMA以及雙層環(huán)氧瀝青混凝土，得出它們?cè)诠こ虒?shí)踐中的的優(yōu)點(diǎn)和病害，以及病害產(chǎn)生的原因，研究鋼橋面鋪裝材料的破壞類型、原因以及病害防治。
　　2、在鋼橋面

3、板上粘貼5mm厚的GFRP薄板，并研究制作GFRP薄板的原材料及其特點(diǎn)，制作工藝，以及GFRP薄板的性能測(cè)試方法和技術(shù)指標(biāo)。
　　3、針對(duì)粘貼GFRP薄板后鋪裝層的層間粘結(jié)問題，提出以粘結(jié)性能較好的環(huán)氧砂漿作為GFRP薄板與環(huán)氧瀝青混凝土之間的過渡層，為使環(huán)氧砂漿層達(dá)到更好的粘結(jié)性能和防水性能，環(huán)氧砂漿層的填料砂漿比在3～4之間，厚度為20mm，同時(shí)將鋪裝面層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為單層環(huán)氧瀝青混凝土，厚度為30mm。
　　4、擬定鋪裝

4、層結(jié)構(gòu)參數(shù)，以及局部模型的邊界條件，利用有限元結(jié)構(gòu)理論，建立鋼橋面鋪裝層局部有限元模型，根據(jù)所建模型，分別對(duì)鋪裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行勻速荷載和緊急制動(dòng)荷載作用下的有限元分析，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較，在勻速荷載作用下，瀝青路面的橫向拉應(yīng)力、層間剪應(yīng)力以及豎向位移都有明顯的改善，而緊急制動(dòng)對(duì)鋪裝結(jié)構(gòu)的損傷較為嚴(yán)重，鋪裝層內(nèi)產(chǎn)生的剪應(yīng)力是勻速狀態(tài)下的4～5倍。
　　5、改變環(huán)氧砂漿層的厚度和模量，在勻速荷載作用下和緊急制動(dòng)荷載作用下探究鋼橋面鋪裝的力學(xué)性