鋼橋黏彈性鋪面承載分析

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姓名

林伯叡(BO-RUEI LIN) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

鋼橋黏彈性鋪面承載分析

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摘要(中)

隨著橋梁發展的日進月異，鋼橋結構也成為主要的選擇之一，而鋼橋結構上之鋪面又與平面道路的考慮條件不同。研究結果發現，鋪面在受到荷重後引起的變形與黏彈性性質有關，所以本研究以有限元素法作為力學基礎，配合有限元素分析軟體 ABAQUS進行分析，以此模擬車輛荷重於鋼橋鋪面的承載分析，並在不同溫度條件下，利用鋪面黏彈性參數來模擬真實的力學反應，與求取舖面層所產生的垂直最大撓度(U3)、最大主張應變(MPE-T)、垂直壓應變(E33-C)與橫向應力(S11與S22)等四個破壞參數，以觀察車輪荷重對黏彈性鋪面所造成的影響。
透過加入黏滯度、鬆弛時間等係數的黏彈性參數，來分析鋼橋鋪面受到車輪荷重的結果。模擬結果發現，黏彈性鋪面會因為時間增加，各項破壞參數也會逐漸變大，直到達到最大值後穩定。而分析結果也會因為車輛荷重下方有橫梁與肋梁支撐，對鋪面層造成較小的損害。最後發現在雙層鋪面材料配置中，將回彈模數較大之材料置於底層時，可有效降低黏彈性性質因為時間增加對鋪面的影響。

摘要(英)

As the developments of bridge technology are improved everyday, steel structures becomes one of the main options to build bridges. However, the pavements of steel bridge are under different considerations compared to road planes. Researches show that, after loaded the pavements occur deformations which are related to Viscoelastic Properties. This study applies finite element methods as the mechanics base and ABAQUS software to analyze the simulation of wheel loading on the pavements. Under different temperature conditions, Viscoelastic parameters are utilized to simulate the real mechanics reactions, and to observe the effects of wheel loadings on the elastic pavements according to these four damage parameters: the maximum deflection(U3), the maximum value of maximum principle tensile strain(MPE-T), the vertical compressive strain(E33-C), and Horizontal of stress (S11&S22).
The results of wheel loading on the pavements of steel bridges are analyzed through coefficients such as viscosity and the relaxation of time. The results of simulation show that the damage parameters of viscoelastics of pavement increase as time passes, and become steady until it reached the maximum values. Because those floor beams and ribs support the pavements with vehicle loading, vehicle loading cause minor damages to the pavements. In the double thickness material design, placing the materials with higher module of resilience at the bottom can efficiently reduce the effect from the properties of viscoelastics to the pavements as time passed.

關鍵字(中)

★ 鋼橋鋪面
★ 有限元素法
★ ABAQUS
★ 黏彈性

關鍵字(英)

★ steel bridge pavement
★ finite element method
★ ABAQUS
★ viscoelastics

論文目次

目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 XII
符號說明 XIII
一、緒論 1
1-1前言 1
1-2研究動機與目的 1
1-3 研究方法與流程 2
二、文獻回顧 5
2-1公路鋪面 5
2-1-1柔性鋪面種類 7
2-1-2柔性鋪面之破壞原因與形式 7
2-2鋼床板與鋪面 11
2-2-1鋼床板結構組成 11
2-2-2鋼床鈑鋪面之構造 14
2-2-3鋼床鈑鋪面材料介紹 16
2-2-4鋼床鈑鋪面材料厚度介紹 18
2-3鋪面力學分析之理論 21
2-3-1 Boussinesq力學彈性理論 21
2-4有限元素法於柔性鋪面與鋼床鈑之應用 23
2-4-1有限元素法 23
2-4-2有限元素分析軟體ABAQUS簡介 24
2-4-3柔性鋪面與鋼床鈑之有限元素法分析 25
2-5AASHTO 柔性鋪面設計方法 30
2-5-1 AASHTO 2008 力學-經驗法鋪面設計準則 30
2-6黏彈性理論 34
2-6-1 Maxwell model 35
2-6-2 Kelvin model 36
2-6-3 Burgers model 37
第三章鋼床鈑三維有限元素模型文獻驗證 40
3-1前言 40
3-2分析流程及模型介紹 41
3-3幾何模型分析與網格建立 43
3-3-1 模型建立 43
3-3-2 載重與載重位置介紹 44
3-3-3基本假設與邊界條件 44
3-3-4元素類型(Element type) 45
3-4潛變參數 46
3-4-1分析軟體ABAQUS所需之黏彈性參數 46
3-4-2 SigmaPlot 轉換過程 47
3-5黏彈性分析結果驗證與結論 50
3-5-1黏彈性分析結果比較 50
3-5-2黏彈性分析結論 52
第四章三維有限元素鋼橋黏彈性鋪面模型建立與分析 54
4-1鋼床鈑模型說明 54
4-1-1模型尺寸 54
4-1-2邊界條件 55
4-1-3材料性質 55
4-2車輪載重 56
4-2-1車輪載重介紹 56
4-2-2雙軸載重簡化 59
4-2-3載重位置 59
4-3黏彈性參數 62
4-3-1 Burgers模型基本原理推導 62
4-3-2參數取得 64
4-4鋪面破壞分析判斷準則 65
4-5黏彈性分析結果 67
4-5-1載重位置與破壞模式分析 67
4-5-2載重位置與時間關係分析 71
4-5-3載重位置與黏彈性分析 74
4-6結論 75
第五章不同溫度下黏彈性鋪面承載分析 80
5-1黏彈性鋪面參數獲得方式與說明 80
5-2單層黏彈性鋪面配置 82
5-2-1 黏彈性單層鋪面破壞發生位置分析 82
5-2-2不同溫度下破壞參數結果分析 83
5-3雙層黏彈性鋪面配置 85
5-3-1雙層黏彈性鋪面載重位置分析 86
5-3-2 雙層黏彈性鋪面最大破壞參數比較 86
5-3-3雙層黏彈性鋪面時間關係比較 87
5-4結論 88
第六章結論 101
6-1結論 101
6-2建議 102
參考文獻 103

參考文獻

1.莊明峰,鋼床鈑鋪面三維有限元素模型之破壞分析.2013
2.Asphalt Institute(1981), “Thickness Design - Asphalt Pavement for Highways and Streets”, Ninth, Manual Series No.1 (MS-1), The Asphalt Institute.
3.郭廷宇，「溫度效應下高速公路柔性鋪面車轍損傷模擬」，碩士論文，中央大學土木工程研究所，中壢 (2011)。
4.FHWA, “Distress identification manual for Long-Term Pavement Performance Program”, Publication NO. FHWA –RD-03-031, (2003).
5.交通部「公路橋梁設計規範」9.2.12 之「鋼橋面鈑之上部結構」，第 270~273 頁，民國九十八年12月。
6. Design Manual for Orthotropic Steel Plate Deck Bridges, American Institute of Steel Construction, (1963).
7.AASHTO(2002), Standard Specifications for Highway Bridge,17th Edition. American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington D.C.
8.AASHTO(1994), LRFD Bridge Design Specifications. First Edition, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington D.C.
9.道路橋示方書，同解說(I.共通篇；II.鋼橋篇)，(社)日本道路協會，平成8年12月。
10.翁逸偉，「鋼床鈑鋪面破壞分析及較適鋪面材料之探討」，博士論文，中央大學土木工程研究所，中壢 (2011)
11.鄭家瑋，「鋼床鈑鋪面有限元素破壞分析及較適載重位置探討」，碩士論文，中央大學土木工程研究所，中壢 (2012)
12.Huang,Y.H., “Pavement Analysis And Design”, second edition, Prentice Hall,Inc., Upper Saddle River,New Jersey, (2004).
13.張瑞宏、黃偉慶、李奇瑋、楊樹榮，「柔性鋪面於反覆載重下之車轍損傷評估」，中國土木水利工程學刊，第二十一卷第二期 (民國九十八年)。
14.Goodrich, J, L.,”Asphalt and polymer modified properties related to the performance of asphalt concrete mixes”Proceedings , Association of Asphalt Paving Technologits,AAPT
15.Sousa, J. B., Weissman,S. L., Sackman, J. L., and Monismith, C. L., “Nonlinear elastic viscous with damage model to predict permanent deformation of asphalt concrete mixes,” Transportation Research Record, Vol.1384
16.Abwahab, Y., Sosnovske, D., Bell, C. A., and Ryus, P., “evaluation of asphalt-aggregate mixture aging by dynamic mechanical analysis,”Transportation Research Record, Vol1386
17.Huang,Y.H., “Pavement Analysis And Design”,Prentice Hall,Inc., New Jersey, pp.1-167, 316-370, 460-472(1993)
18.陳映貞、王榮輝、甄曉霞 , 「基於ABAQUS的鋼橋面鋪裝層黏彈性響應分析」 , 交通與計算機 ,2008年第5期 ,26卷 ,P76-79
19.吳孟修 ,鋼床鈑鋪面結構破壞參數分析 ,2013
20.王學軍、岳宏智、周長紅 , 沥青混凝土蠕变试验数据处理与粘弹性参数的获得 , China Academic Journal Electronic Publishing House ,山東交通科技, 2007第3卷 ,P26-32
21.廖啟州，「高速公路柔性鋪面溫度分布對鋪面破壞與服務年限之影響」，博士論文，中央大學土木工程研究所，中壢 (2009)。
22.廖小媛，「以力學-經驗準則探討溫度與重車載重對高速公路柔性鋪面之影響」，碩士論文，中央大學土木工程研究所，中壢(2009)。
23.宋侑玲，「重載交通荷重對路面損壞分析模式之建立」，博士論文，中央大學土木工程研究所，中壢(2003)。
24.Yunsheng Li ,Chunlei Cui ,Yuaqing Wang ,peng Pan ,Stress Distribution of Orthotropic Steel Deck under Vehicle Wheel Loading ,International Offshore and Polar Engineering Conference ,2009 , June21-26 ,P258-262
25.考吳俊、楊新華、葉永 ,基于Eshelby等校夾雜理論的瀝青混合料有效黏彈性性質分析 ,工程力學 ,Vol29 ,No10 ,2012 十月

指導教授

張瑞宏(Rui-Hung Chang)

審核日期

2015-7-23

推文