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随着钢箱梁桥技术的飞速发展及大范围推广应用,其钢桥面铺装已成为世界公认的技术难题之一。目前该桥型主流的铺装材料以沥青类为主,但是沥青类铺装材料在耐久性、稳定性等方面仍存在很大的问题。本文基于课题组近些年来对聚合物钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Polymer Concrete,文中简称SFRPC)材料力学性能及其在钢桥面铺装中的工程应用研究的基础上,通过理论分析、试验研究并结合数值模拟的方式从SFRPC的耐久性能进行研究,主要研究内容和结论包括:1、基于耐久性对聚合物钢纤维混凝土进行了数值分析,通过对比有无钢纤维加入的情况下,裂纹尖端应力强度因子值、应力集中极值和位移极值大小变化来说明钢纤维的阻裂效益;研究发现:在围线积分模型中钢纤维的掺入使得裂纹处最大位移量减少了26.01%,最大应力减少了60.42%,裂纹尖端应力强度因子减少了49.34%。2、对于环境耐久性方面的研究,主要进行了改变养护方式和加入特殊环境因素来模拟实际工程中的不同环境场景:高低温循环、高低温水浴及硫酸盐侵蚀影响。结果发现:SFRPC在不同温度梯度下,温度从低温-15℃到高温60℃时,其强度逐渐降低,范围为21.66MPa~17.65MPa,通过与普通混凝土在30℃和60℃时抗折强度对比得知:SFRPC的强度分别是普通混凝土的2.13倍和2.85倍;SFRPC在不同温度水浴下,温度从低温-15℃到高温60℃时,其强度逐渐降低,范围为20.36MPa~15.68MPa,对比无水高低温循环环境发现SFRPC的抗折强度值在水浴条件下削减度最高为11.69%,最低6.01%;SFRPC在抗硫酸盐侵蚀试验中研究发现:同等条件下,SFRPC耐腐蚀度为81.31%而普通混凝土的耐腐蚀度为69.33%。3、对SFRPC材料进行承载耐久性疲劳试验研究,利用Weibull两参数和三参数分布函数得到了SFRPC的疲劳方程:Weibull两参数P-S-N疲劳寿命方程:S-lgN:S=A-0.10005lgN、lgS-lgN:lgS=lga-0.06974lgN;Weibull三参数P-S-N疲劳寿命方程:S-lgN:S=A-0.10063lgN、lgS-lgN:lgS=lga-0.07012lgN。根据分析疲劳试验下试件的疲劳应力-应变曲线变化规律得出:随着荷载循环进行试件内部损伤逐渐叠加,疲劳应变越来越大直到破坏,破坏前最大应变数值在1300με~1500με之间,残余疲劳应变数值在500με~1200με之间;根据分析试件弹性模量随循环次数增加的变化规律得出:随着循环次数的增加,材料弹性模量逐渐降低直至试件破坏,破坏时弹性模量均值为初始模量的58.56%,并得到SFRPC试件内部损伤演化方程。