一种钢桥面铺装复杂服役条件的数值模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种钢桥面铺装复杂服役条件的模拟方法，包括整桥结构效应分析；局部梁段数值模拟；依据温度相关参数设置温度条件和材料参数，模拟温度场进行热传递计算，得到确定位置或不同位置的温度梯度变化情况及相应温度应力；建立细化的复合结构数值模型；施加多物理场，依据水力相关参数设置水力条件，施加动态车辆轴载，建立考虑热

【技术实现步骤摘要】
一种钢桥面铺装复杂服役条件的数值模拟方法


[0001]本专利技术涉及钢桥面铺装
，特别是一种钢桥面铺装复杂服役条件的数值模拟方法。

技术介绍

[0002]钢桥面铺装是铺筑在钢桥面板上的结构层，与普通沥青路面相比，具有以下特征：(1)钢桥面铺装的服役性能受钢桥整体结构效应影响；(2)钢桥面铺装在服役过程中，其服役性能受到荷载、温度、水等外界因素的影响。若要准确模拟钢桥面铺装的复杂服役条件，必须同时考虑到结构效应、荷载、温度、水等条件的共同影响。现有文献报道中，结构、荷载及温度的影响已受到广泛关注，已有学者采用结构多尺度数值分析的方法，模拟整桥结构效应与荷载共同作用下钢桥面铺装的力学响应，也有学者探索了在多尺度数值模拟中加入温度效应的影响，用于分析钢桥面粘结层的耦合应力，但是未见完整的关于结构效应
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温度
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荷载下钢桥面铺装力学性能模拟的方法。
[0003]此外，水损害是钢桥面铺装的最主要破坏因素之一，但目前的钢桥面铺装多尺度分析中，多是认为桥面铺装的沥青混合料空隙率很小而不产生水分渗入，因此不考虑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢桥面铺装的复杂服役条件模拟方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、整桥结构效应分析：根据待分析桥梁的结构与材料信息，建立整桥有限元数值模型，根据要求施加车道荷载与二期恒载，进行整桥静力学分析，计算内力或变形分量；步骤2、局部梁段数值模拟：从步骤1的整桥有限元数值模型中截取一个标准梁段，建立包含铺装层的局部梁段结构数值模型，并从步骤1的计算结果中提取对应响应内力或变形分量，以等效原理或边界条件的形式添加在局部梁段结构数值模型中；其中，对应响应内力或变形分量需根据标准梁段在整桥有限元数值模型的梁段位置进行确定；然而，梁段位置则需根据最终目标分析位置进行确定；故而，对应响应内力或变形分量与最终目标分析位置按以下原则确定：当最终目标分析位置为特定位置A时，则直接提取A位置所在梁段的内力或变形分量；当待分析位置为最不利位置时，则根据整桥静力学分析结果中的内力或变形分量，判断最不利响应所在位置，进而提取最不利响应所在位置所在梁段的内力或变形分量；步骤3、施加温度场：测试步骤2所述局部梁段结构模型中各材料的热力学参数及桥位所在区域的实际环境热学参数，并添加至局部梁段结构数值模型中，模拟温度场进行热传递计算，分析梁段的温度梯度变化情况及温度应力响应；步骤4、复合结构数值模拟：从步骤2中的局部梁段结构数值模型中截取一块含钢桥面板与沥青铺装层的复合结构，建立细化的复合结构数值模型，并从步骤3中提取对应响应温度梯度及温度应力，以子模型的形式添加在复合结构数值模型中；其中，对应响应温度梯度及温度应力需根据复合结构在局部梁段结构数值模型中的复合结构位置进行确定；然而，复合结构位置则需根据最终目标分析位置进行确定；故而，对应响应温度梯度及温度应力与最终目标分析位置按以下原则确定：当最终目标分析位置为特定位置A时...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊磊，马雯琦，钱振东，张辰辰，陈道燮，潘庚绅，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：