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正交异性钢桥在连续桥梁工程中被广泛使用,环氧树脂材料用在桥面铺装的防水层上粘结和防水性能突出,施工简便,在桥面铺装层设计上具有很大的应用前景。但是由于环氧树脂材料与钢材料性质差异较大,两者协调变形性能一致性需要进一步验证研究。本文拟从室内试验和有限元理论研究两种方法研究环氧树脂铺装与钢桥面协同变形性能,进而提出适用于环氧树脂铺装层正交异性钢桥面铺装的技术指标。
在文献调研预研究的基础上,本文采用环氧涂层+集料抛撒施工方式进行铺装层铺设。根据《固体材料线膨胀系数测定方法》规范测定环氧树脂材料线膨胀系数,测定结果是钢材料线膨胀系数的5倍左右,根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》测定环氧树脂混合料抗压回弹模量、弯拉强度,并在有限元中模拟正交异性钢桥面环氧树脂铺装进行最大拉应力、最大剪切力和最大粘结力分析,得出铺装层中横、纵桥向应力分布为上层受拉,下层受压,横、纵向最大拉应力均出现在U型肋、横隔板与桥面板焊接处。
为验证钢桥面环氧树脂铺装层的变形协调性能,分别对环氧树脂防水粘结层进行不同温度下的粘结试验和斜剪试验,目的是确定环氧树脂防水粘结层的层间作用力极限值。结果显示:环氧树脂防水粘结层的粘结强度和斜剪强度均比其他防水粘结层性能优异。随试验温度升高,层间作用力数值变小,并得到在常温下粘结层的关键技术指标。接着对环氧树脂钢桥面复合梁进行室内小梁极限加载试验和疲劳循环试验。以铺装层出现裂缝为破坏条件,分析应变与分级加载荷载的关系。得到疲劳循环荷载作用下铺装层应变疲劳方程,采用相似理论进行室内小梁缩尺试验,对室内小梁和钢桥面铺装有限元理论计算结果进行对比分析,得出在研究U型肋加载处受力特点的问题上可以用此室内小梁模拟实桥模型。因此用小梁模型进行疲劳循环试验,得出在较大循环应力比的荷载作用下,室内小梁的疲劳寿命也较长,基本满足梁疲劳性能要求。
综上所述,环氧树脂钢桥面铺装的协同变形性能优良。
在文献调研预研究的基础上,本文采用环氧涂层+集料抛撒施工方式进行铺装层铺设。根据《固体材料线膨胀系数测定方法》规范测定环氧树脂材料线膨胀系数,测定结果是钢材料线膨胀系数的5倍左右,根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》测定环氧树脂混合料抗压回弹模量、弯拉强度,并在有限元中模拟正交异性钢桥面环氧树脂铺装进行最大拉应力、最大剪切力和最大粘结力分析,得出铺装层中横、纵桥向应力分布为上层受拉,下层受压,横、纵向最大拉应力均出现在U型肋、横隔板与桥面板焊接处。
为验证钢桥面环氧树脂铺装层的变形协调性能,分别对环氧树脂防水粘结层进行不同温度下的粘结试验和斜剪试验,目的是确定环氧树脂防水粘结层的层间作用力极限值。结果显示:环氧树脂防水粘结层的粘结强度和斜剪强度均比其他防水粘结层性能优异。随试验温度升高,层间作用力数值变小,并得到在常温下粘结层的关键技术指标。接着对环氧树脂钢桥面复合梁进行室内小梁极限加载试验和疲劳循环试验。以铺装层出现裂缝为破坏条件,分析应变与分级加载荷载的关系。得到疲劳循环荷载作用下铺装层应变疲劳方程,采用相似理论进行室内小梁缩尺试验,对室内小梁和钢桥面铺装有限元理论计算结果进行对比分析,得出在研究U型肋加载处受力特点的问题上可以用此室内小梁模拟实桥模型。因此用小梁模型进行疲劳循环试验,得出在较大循环应力比的荷载作用下,室内小梁的疲劳寿命也较长,基本满足梁疲劳性能要求。
综上所述,环氧树脂钢桥面铺装的协同变形性能优良。