连续配筋混凝土路面温度应力分析

根据钢筋混凝土间粘结滑移的线性本构关系，建立了连续配筋混凝土路面（CRCP）温度应力分析的计算模型及微分平衡方程，求出了微分方程的解答，并分析了降温荷载作用下路面内应，位移的分布规律及裂缝间距，配筋率与配筋方式等计算参数的影响，给出了不利位置处钢筋和混凝土应力，位移的解析表达式，结果表明，本文方法可以方便有效地分析CRCP的温度应力。     

连续配筋混凝土路面温度应力的有限元分析

为了准确计算连续配筋混凝土路面在温度作用下整个路段任意点的位移和应力,基于钢筋混凝土间粘结滑移效应,考虑地基摩阻力的影响,采用接触有限元理论建立了连续配筋混凝土路面的刚度方程,得出了考虑各个裂缝间隔段和锚固地梁之间联合作用的整个路段各部分应力和位移的有限元解.通过具体算例,研究了连续配筋混凝土路面在温度应力作用下的钢筋...     

玄武岩纤维筋连续配筋复合式路面荷载应力分析

运用 ABAQUS 有限元软件,建立了基于弹性地基双层板模型和裂缝模式下的玄武岩纤维筋连续配筋复合式路面荷载应力有限元模型,提出用粘结单元定义裂缝接触面的法向和切向接触本构行为,即用裂缝剪切刚度来模拟裂缝间的嵌锁作用。通过分析确定了不同裂缝间距下复合式路面的临界荷位---纵向自由边中部,并比较了 BFRP筋和钢筋两种配筋条件下混凝土板应力随 AC 层厚度、CRC 层厚度、筋位置、配筋率及裂缝剪切刚度的变化规律。计算结果表明,2种配筋条件下混凝土板应力值随参数变化规律相似,应力值基本相等,这为 BFRP筋应用于 CRC ＋AC 复合式路面提供了理论依据。     

连续配筋混凝土路面干缩应力分析

通过建立连续配筋混凝土路面在干缩作用下的应力分析模型与解析解,分析了不同端部条件、混凝土干缩应变、地基摩阻系数和钢筋混凝土粘结滑移系数对连续配筋混凝土路面应力的影响,结果表明,端部半自由的解析与实际路面情况更加相符,混凝土干缩应变、地基摩阻系数和钢筋混凝土粘结滑移系数是影响连续配筋混凝土路面开裂的关键参数。     

连续配筋混凝土路面早期力学响应现场测试与分析

为了确定环境荷载作用下连续配筋混凝土路面(CRCP)力学分析模型中的边界条件,对环境荷载作用下CRCP的早期应力、应变进行测试。将应变计植入无应力瓦中测试混凝土与应力无关的应变,将应变计纵向埋入CRCP不同深度处测试混凝土的总应变、钢筋的应变、混凝土的膨胀系数以及凝结时的温度和应变,并计算出混凝土的应力。结果表明:在进行环境荷载作用下CRCP应力、应变分析时,混凝土与钢筋不是完全粘结的,裂缝处不能采用固定或自由边界条件,测试出的裂缝处钢筋的应力可以直接体现在裂缝处边界条件中;路面开裂时混凝土的应力与直接拉伸强度比较接近。     

CRC+AC复合式路面配筋率设计指标研究

连续配筋水泥混凝土(Continuously Reinforced Concrete,简称为CRC)+沥青混凝土(Asphalt Concrete,简称为AC)复合式路面的配筋设计方法尚不完善,根据气候条件,各地用的配筋量也有较大区别。在连续配筋水泥混凝土路面上加铺不同厚度的沥青层,将改变连续配筋水泥混凝土路面内的温度场和温度应力分布状态,并影响钢筋位置的裂缝宽度。文中利用自行开发的RP_TMP路面温度场计算程序,计算了5cm、10cm、15cm等3种加铺层厚度对水泥混凝土路面温度应力及钢筋位置裂缝宽度的影响;采用美国AASHTO2002设计指南中平均开裂间距和裂缝宽度确定方法,以裂缝宽度不超过0.5mm作为控制指标。计算结果显示,AC层的厚度每增加1cm,配筋率大约可以降低0.01%。研究计算结果可以用于指导复合式路面的配筋设计。     

连续配筋混凝土路面路用性能预测与评价方法

为了给连续配筋混凝土路面的材料设计与裂缝控制研究提供理论依据与参考,并探讨道路早期行为与路用性能之间的因果关系,建立了基于有限元的早期行为预测及评价路面路用性能的计算模型。该模型考虑了混凝土材料性质的时间效应、蠕变特性以及钢筋与混凝土的界面效应等,重点分析了混凝土骨料、抗拉强度变异系数、纵向配筋率、钢筋层位置、钢筋与混凝土粘结-滑移关系以及基层类型等对裂缝宽度、裂缝间距与冲断破坏行为规律的影响。结果表明:选用低膨胀率、低干缩、低弹性模量的混凝土材料,保证混凝土抗拉强度的均匀,采用摩阻系数低的基层材料等都有利于获得良好的路用性能;利用非线性钢筋混凝土界面粘结-滑移模型或考虑极限滑移关系,预测发生冲断破坏的可能性较低。     

连续配筋混凝土路面表面裂缝影响因素的分析

为了研究带有横向裂缝的连续配筋混凝土路面在外荷载作用下,水平荷载、钢筋位置以及配筋率对路面裂缝开展的影响规律,该文运用有限元软件ANSYS建立连续配筋混凝土路面的三维模型,并应用断裂力学理论及奇异等参元法,对其路面的横向裂缝进行了数值分析,研究了裂缝尖端到钢筋层的距离、配筋位置、路面的水平荷载以及配筋率等参数对连续配筋混凝土路面面层裂缝尖端的应力强度因子影响规律,从理论上探讨了连续配筋水泥混凝土路面的工作机理。结果表明:水平荷载对连续配筋混凝土路面面层裂缝扩展有很大的影响,钢筋对不同位置的裂缝的抑制效果不同,适当增加配筋率能抑制连续配筋混凝土路面面层裂缝的开展。     

考虑裂缝传荷能力损失的连续配筋混凝土路面设计

目前连续配筋混凝土路面(CRCP)的设计基于两种方法,一种是根据CRCP板厚与普通接缝式混凝土路面板厚的一定比值关系,另一种是直接与某些相关参数如裂缝宽度、裂缝间距和钢筋应力的设计限制标准等建立关系.在均匀支承条件下,CRCP路面的厚度设计应考虑两点,一是使路面裂缝处保持较高的传荷效率,二是控制板的疲劳开裂,大致发生早期折断破坏.在非均匀支承条件下,荷载会加速集料的损耗和由于挠曲应力作用造成的累积疲劳损坏.     

车辆荷载作用下脱空地基上CRCP板的挠度与应力研究

运用弹性薄板理论,根据连续配筋混凝土路面板挠度等效与应力等效原则,将作用于板中的车辆集中荷载通过傅里叶级数展开为等效的半渡正弦荷载,提出了车辆荷载作用下脱空的连续配筋混凝土路面板的竖向位移和应力公式.结果表明:集中荷载作用下连续配筋混凝土板的最大挠度与荷载大小、板的宽度成正比,与板的厚度、横向弹性模量成反比,其中板的宽...     

真实条件下CRCP温度应力通用解析解

针对现有CRCP温度应力分析方法不能充分反映CRCP真实受力条件的弊端,提出了考虑CRCP各板段实际受力情况的全路段整体迭代思路。通过对CRCP微分单元的分析,推导了考虑钢筋与混凝土间及混凝土与地基间非线性粘结-滑移关系的温度应力通用解析解。利用该解析解,在全路段范围内进行迭代求解,可以计算CRCP内任一点由温度变化所引起的应力、位移。     

无粘结预应力混凝土梁的强度与变形特性研究

给出了无粘结预应力混凝土梁强度和受力性能的分析结果。建立了适用于无粘结预应力混凝土梁非线性全过程分析的有限元简化模型,利用该模型探讨了跨高比、有效预应力和加载方式这3种参数对无粘结预应力混凝土梁弯曲性能以及无粘结预应力筋极限应力的影响。分析结果表明,跨高比对无粘结预应力筋极限应力无明显影响,增大无粘结预应力筋的有效预应力能显著提高梁的开裂和极限荷载,加载方式对梁的受力性能有着非常重要的影响。     

局部脱空条件下CRCP荷载应力分析

采用三维有限元法对地基局部脱空条件下的CRCP进行荷载应力分析。分析中为考虑裂缝传递横向力的特性,提出位移边界一维搜索法。用编制的有限元程序对多种情况下CRCP内的混凝土、钢筋应力进行了计算,对路面的维护提出了建议,并讨论了CRCP应用于地基支承不良路段的可行性。     

公路隧道沥青路面结构的力学性能研究

应用三维有限元方法,对双轮垂直荷载和由于车辆加减速引起的水平荷载共同作用下沥青层应力响应进行分析,并对不同双轮重、不同沥青层和基层的模量厚度以及各结构层间不同接触状态下沥青层应力曲线响应进行了探讨分析。结果表明,荷载轮底下沥青层内部基本处于受压状态,荷载轮隙中间表面存在较大的拉应力,并在荷载接触面边缘有较大的剪应力。确定出合理的沥青层厚度为14 cm,加强结构层之间的粘结可以有效地控制沥青层底面的裂缝。根据不同的基岩强度设置相应的基层类型和基层厚度以及改善沥青混凝土质量也是公路隧道沥青路面结构设计时应考虑的问题。     

钢-UHPC组合梁负弯矩区受力性能试验

为解决钢-混组合梁负弯矩区桥面板的开裂问题，以桥面连续钢-混组合梁为研究对象，负弯矩区桥面板采用超高性能混凝土（Ultra-High-Performance Concrete，UHPC）代替传统普通混凝土，对其抗裂性能展开研究，并设计3根不同负弯矩区接口形式的钢-UHPC组合梁，采用一种独特的转角加载方式进行全过程静力加载试验，获得转角、临界开裂荷载、应变等关键试验数据；基于Abaqus的混凝土塑性损伤模型建立试验梁的非线性有限元模型，并对试验过程进行模拟。研究结果表明：钢-混组合梁负弯矩区采用UHPC，能明显提高负弯矩区的开裂性能、有效解决了负弯矩区桥面板的开裂问题；建议了合理的负弯矩区接口形式及负弯矩区UHPC纵向铺设长度取0.1L；采用黏结滑移理论，提出了简易的UHPC裂缝宽度计算公式。     

特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层防裂机理分析

反射裂缝是旧水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层的主要病害之一,目前尚无理想的解决方法,针对这一问题,提出了采用特粗粒径沥青碎石AM-40作为裂缝缓解层的方法,利用特粗粒径沥青碎石的多空隙结构阻断裂缝尖端的扩展路径,消散及吸收由交通荷载及环境温度变化所产生的应力及应变,减小接缝处加铺层的应力集中现象。采用三维有限元法对设置普通沥青混凝土与特粗粒径沥青碎石2种类型裂缝缓解层的加铺结构进行力学对比分析可知,后者的荷载应力、温度应力及耦合应力均小于前者的应力值。通过加铺层试验路观测与理论计算分析表明,特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层可有效地防止或减缓水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层的反射裂缝。     

AC＋CRC复合式路面温度应力的有限元分析

基于传热学基本原理,采用有限元软件ABAQUS,建立了温度荷载作用下AC＋CRC复合式路面结构三维有限元模型,探讨了横向裂缝间距、AC层厚度及模量、CRC板厚度及模量、配筋率等路面结构参数对复合式路面结构温度翘曲应力的影响规律。分析结构表明,温度荷载下横向应力接近主应力,应予以重点考虑。路面板宽度、厚度及温度梯度与板内最大主应力关系密切,配筋率、粘结刚度系数对纵向拉应力影响也较大。研究结果可为AC＋CRC复合式路面结构设计提供一定的理论依据。     

CFRP筋钢骨混凝土组合梁受弯性能

为研究CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic)筋钢骨混凝土组合梁的抗弯性能,试验设计了3片CFRP筋钢骨混凝土组合梁,其中对比参数包括不同弹性模量的受拉主筋和不同CFRP筋配筋率,通过静载试验得到了钢骨混凝土组合梁在应变、挠度、裂缝开展以及抗弯承载能力等方面随着荷载增加...     

基于离散元的CRCP冲断区域剥落机理研究

剥落是CRCP冲断区域常见病害,病害产生后将严重影响道路美观,危害行车舒适与安全。为揭示剥落产生机理,首先分析剥落产生原因,划分剥落类型,构建力学分析模型;然后,考虑到混凝土细观上是由集料、胶凝材料及其界面组成,运用离散元软件建立混凝土立方体试件,进行抗压强度数值模拟试验,结合室内试验,确定混凝土细观参数,并进行弯拉强度和抗剪强度试验;最后,以确定的细观参数为基础,建立路面数值模型,进行受力分析,研究混凝土剥落产生机理及其影响因素。研究结果表明:剪切剥落不易产生,分层剥落是混凝土剥落的主要类型;随着车辆荷载的增加,剪切剥落和分层剥落均更易产生,且剥落深度更大;钢筋的腐蚀对分层剥落基本无影响,但使浅层剪切剥落更易产生;随着混凝土强度的衰减,路面受力变化不大,但其本身强度的衰减将加快混凝土的剥落;随着裂缝宽度的增加,钢筋承受拉应力加大,浅层剪切剥落更易产生,分层剥落不易产生。