基于残余应变的混凝土疲劳破坏准则及车辆疲劳荷载模型研究

According to force characteristics and stress amplitude of concrete girder bridge, the project plans to use individual fatigue load model test of fixed lateral pressure concrete. Based on strain variation and ultrasonic velocity change of concrete specimens, and find their internal relations, to establish the fatigue failure criterion based on residual strain. Relying on vehicle load research project of a provincial trunk highway, and calculate the vehicles load spectrum frequency value in accordance with the characteristics of China's provincial highway traffic composition. According to fatigue failure criterion based on residual strain and frequency value spectrum of vehicles, establish of checking fatigue loads for provincial bridges, this model can provide valuable reference for bridge fatigue checking, can make up for our lack of fatigue load model of vehicles has not been specified.

本项目拟采用有限元分析计算混凝土梁桥典型部位的受力特征与应力幅值，根据计算值制定混凝土在定侧压作用下的单向疲劳加载试验方案，测试混凝土试件在疲劳试验不同阶段的宏观应变发展和超声波声速变化，并寻求两者之间的内在联系，从而建立基于残余应变的混凝土疲劳损伤准则。本项目拟依据某省级干道的车辆荷载调查，制定出符合我国省级干道交通组成特点的汽车荷载频值谱。根据基于残余应变的混凝土疲劳损伤准则和汽车荷载频值谱，计算确定混凝土梁桥在实际汽车荷载频值谱作用下的疲劳累积残余应变，最后建立适用于我国省道交通组成的混凝土梁桥汽车疲劳荷载模型，该模型可为桥梁的疲劳验算提供有价值的参考，弥补我国尚未规定汽车疲劳荷载模型的不足。

影响公路桥梁使用质量的因素有很多，例如：材料、施工环境、汽车荷载等。其中汽车荷载在后期使用过程中对公路桥梁的影响最不可控，也是公路桥梁疲劳破坏的主要因素。然而在公路与城市道路混凝土桥梁领域，我国尚未规定相应用于疲劳验算的荷载模型。在混凝土桥梁疲劳设计中大多参考国外相关规范或采用静力设计中一辆代表重车作为验算依据，而这种方法与我国道路交通的实际情况相去甚远。.故本项目采用混凝土定侧压单向疲劳荷载的模型试验，根据混凝土试件疲劳剩余强度和超声波波速随疲劳加载次数的变化特征，寻找疲劳剩余强度与超声波波速的内在联系，从而建立基于超声波波速的混凝土疲劳损伤准则。以省道S101金堂县段、省道S105新繁镇段及成都市三环路西、北两个方位为研究对象，用视频记录仪对省道S101金堂县段、省道S105新繁镇段连续不间断采集7d，每天采集24h；成都市三环路西、北两个方位连续不间断采集7d，每天采集时间为8:00-20:00，共采集12h。通过调查的车流量信息并结合相关车辆技术手册及文献确定对应车辆类型的轴重、轴距等信息，最后统计出了金堂县段与新繁镇段的汽车荷载频值谱；并以三环路北段的交通数据共42528条汽车荷载信息为基础，制定城市快速路的汽车荷载频值谱。.依据基于超声波波速的混凝土疲劳损伤准则和汽车疲劳荷载频值谱，建立适用于我国省道干道交通和城市快速路的桥梁疲劳荷载模型，可为其他交通组成相同的道路的桥梁疲劳验算提供有价值的参考，以弥补我国尚未规定汽车疲劳荷载模型的不足。