《基於瞬態傳熱理論的鋼橋面板攤鋪溫度效應研究》是依託東南大學，由錢振東擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於瞬態傳熱理論的鋼橋面板攤鋪溫度效應研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：錢振東
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
瀝青混凝土是大跨徑橋樑常用的鋪裝材料，但其高溫攤鋪會引起鋼橋面板的局部溫度變形，從而對橋面層狀複合體系的性能造成影響。本研究以橋面系溫度效應為突破點，揭示攤鋪溫度荷載對橋樑結構的影響以及鋼橋面板溫度變形對鋪裝病害的作用機理。首先採用紅外熱像技術建立橋面系局部溫度場時空變化規律，並結合界面熱阻非線性模擬技術確定材料熱力學參數以建立基於瞬態傳熱理論的熱-固耦合模型。然後根據實測與數值模擬結果，確定最不利溫度荷載方程，從理論角度反映溫度場隨時空的變化關係。結合多尺度及子模型技術，引入橋面系協同變形理論研究橋面板溫度變形-施工車載耦合作用對鋪裝層性能和鋪裝體系粘結層的互動作用機理。最後設計新型複合梁結構試驗，定量反映橋面系溫度變形造成的結構缺陷發展至巨觀病害的機理與規律。研究成果有助於揭示高溫攤鋪對鋼橋面繫結構性能的作用機理和影響規律，以及對橋樑正交異性板結構的安全隱患。
結題摘要
瀝青混凝土是大跨徑鋼橋常用的鋪裝材料，但其高溫攤鋪會引起鋼橋面板的局部溫度變形，不僅會對橋面層狀複合體系的性能造成影響，甚至可能造成橋樑結構安全隱患，然而這種溫度效應在橋樑結構中的影響並未引起重視。本研究以鋼橋面系溫度效應為突破點，揭示攤鋪溫度荷載對橋樑結構的影響，以及鋼橋面板局部溫度變形對鋪裝層性能和鋪裝體系層間粘結體系的影響機理。首先分析攤鋪機作為移動熱源所導致的橋面局部溫度場變化規律與空間分布特徵，據此確定溫度監測關鍵測點的選取與分布位置，通過實時監測瀝青混凝土高溫攤鋪時鋼橋橋面溫度變化建立了鋼橋面系局部溫度場時空變化規律。結合界面熱阻非線性模擬技術確定材料熱力學參數以建立基於瞬態傳熱理論的溫度場模型，利用實測溫度數據修正溫度場模型，在此基礎上對不同工況及結構參數下的溫度場進行敏感性分析，並得出考慮敏感性因素的鋼箱梁攤鋪溫度荷載計算公式，研究成果有利於橋樑結構設計計算時考慮攤鋪溫度荷載作用。然後結合多尺度及子模型技術，計算了動態攤鋪過程中溫度場變化所引起的鋼箱梁結構溫度應力場和鋼橋橋面局部溫度變形場，分析了攤鋪溫度荷載對正交異性板結構穩定性的影響，並研究了橋面板溫度變形-施工機具耦合作用對鋪裝層性能和鋪裝體系層間粘結體系的互動作用機理，研究成果有利於揭示鋼橋面板溫度變形與鋪裝層早期病害的本質聯繫。最後，分析了最不利溫度荷載作用下，正交異性板結構參數及布置對鋪裝層厚度及力學指標的影響以及不同鋪裝層厚度及模量變化對正交異性板結構力學回響的影響，建立了“鋪裝層-溫度變形效應-橋面板結構”的互動作用機理，研究成果有助於揭示高溫攤鋪對鋼橋面繫結構性能的作用機理和影響規律，並減緩早期病害的產生。
