基于ABAQUS的连续配筋混凝土路面损伤开裂分析

连续配筋混凝土路面能够保持路面的平整性和连续性,提高行车舒适性,国内已经逐渐开始推广使用。然而国内某试验段在运营半年后出现了裂缝,而临近的素混凝土路面没有出现。针对该工程背景,采用ABAQUS有限元软件对温度、载荷同时作用下路面结构进行了损伤开裂模拟分析。结果显示,影响路面开裂的主要原因是配筋率偏低、温差较大、地基的弹性模量偏低和路基基层模量偏低等,为以后类似工程提供参考。     

连续道床板裂纹计算方法及影响因素

为研究双块式无砟轨道连续配筋道床板裂纹扩展的机理,基于钢筋混凝土粘结-滑移理论,建立了适用于连续配筋混凝土道床板裂纹扩展的计算模型.依据该模型计算了道床板裂纹宽度和间距,分析了道床板配筋率、纵向钢筋直径和混凝土强度对裂纹宽度、间距及钢筋应力的影响.分析结果表明:钢筋直径和配筋率直接影响裂纹间距,裂纹间距随钢筋直径增大而增大,随配筋率增大而减小;混凝土抗拉强度、配筋率和钢筋直径是裂纹宽度的主要影响因素,裂纹宽度随混凝土强度和钢筋直径增大而增大,随配筋率增大而减小;裂纹截面处纵筋应力不应超过其抗拉强度,配筋率和混凝土抗拉强度是决定钢筋应力大小的关键因素.     

CRCP加 HMA加铺层应力及弯沉分析

连续配筋路面(CRCP)以其良好的整体性、耐久性和行车舒适性，在道路铺装中得到了广泛的应用。但是由于有钢筋和连续配筋路面中特有的横向裂缝的存在，使得对这种路面结构的应力计算困难重重。采用有限元方法，对连续配筋路面加沥青加铺层这种形式的路面结构简化成平面应变情况进行分析，用等参八结点四边形单元作为基本的单元对路面结构进行离散化，用组合单元法模拟钢筋的加劲单向作用，用裂缝单元模拟裂缝的传荷作用。通过计算，分析了裂缝间距和配筋率对路面结构应力和面层弯沉的影响。这些结果对连续配筋路面的设计有指导性意义。     

粉煤灰、膨胀剂双掺技术对CRCP路面裂缝间距和宽度的影响

粉煤灰、膨胀剂的掺入使混凝土干缩应变减小,抗弯弹性模量下降,从而可以适当增大连续配筋混凝土路面的裂缝间距并减小缝宽,在缝宽基本不变时,可以减少配筋量。本文研究了粉煤灰、膨胀剂双掺技术对连续配筋混凝土路面裂缝间距和宽度的影响。     

混凝土路面钢筋机械连接性能的数值分析

钢筋机械连接在旧有混凝土路面修补中得到了广泛应用。本文采用有限元数值分析方法对于不同配筋率的混凝土路面板进行有限元分析,确定不同配筋率对混凝土路面板内粘结界面处的应力影响。结果表明：当新老混凝土粘结为一体时,新老混凝土界面处应力随配筋率变化很小,连接件所起到的作用不明显。一旦新老混凝土界面处产生裂缝,并产生相对位移,钢筋连接件则有效的抑制裂缝的发展,增强新老混凝土界面处的抗剪能力,进而指出路面修补中合适的配筋率。     

裂缝间距对连续配筋混凝土路面结构应力的影响分析

文章结合烟威高速公路大修工程实例,对比分析了被动裂缝控制和主动裂缝控制对连续配筋混凝土路面(简称CRCP)病害的影响,建议采用主动裂缝控制技术以延长路面使用寿命。同时,通过ABAQUS有限元软件模拟CRCP真实路面情况,力学计算结果表明:小裂缝间距不利于混凝土板和钢筋的受力,降低了路面使用性能。     

脱空地基上连续配筋混凝土路面板的扭转研究

根据连续配筋混凝土路面板扭转等效原则,转换了板横向裂缝处车辆集中荷载的作用模式。采用弹性薄板理论,提出了车辆集中荷载作用下脱空的连续配筋混凝土路面板的扭转角与扭转位移计算公式,并采用有限元分析结果对公式计算值进行了对比验证,可供工程技术人员参考。     

连续配筋水泥混凝土路面的有限元模型探讨

在分析连续配筋水泥混凝土路面的力学特性，利用有限元方法对连续配筋水泥混凝土路面荷载应力及温度应力进行分析的基础上。建立连续配筋水泥混凝土路面的有限元模型，并运用水泥混凝土路面应力计算程序CP05对其进行验证，其计算结果可靠，说明连续配筋水泥混凝土路面的有限元模型具有一定的实用价值。     

连续配筋混凝土路面裂缝特性

对连续配筋混凝土隧道路面裂缝情况进行观测、统计、分析,得到了隧道内连续配筋混凝土路面早期开裂情况和裂缝发展规律。研究表明:79%的早期裂缝出现在混凝土铺筑后的前4天,前2天出现的裂缝数占7 d裂缝总数的50%。裂缝宽度不大于0.2 mm的占总裂缝数的70%,裂缝间距2~8 m的占总裂缝数的76.8%,裂缝分布总体表现为路段中部相对密集,两端相对稀疏。     

考虑端部位移的连续配筋路面温度应力解析解

针对现行《公路水泥混凝土路面设计规范》推荐的连续配筋混凝土路面(CRCP)温度应力计算方法不能充分反映CRCP实际受力条件的弊端,提出了考虑连续配筋混凝土路面(CRCP)板端部实际位移情况的计算思路。推导了降温和温度梯度作用下,连续配筋混凝土路面(CRCP)温度应力的通用解析解。利用该解析解,可以计算连续配筋混凝土路面(CRCP)任一点由温度变化引起的应力、位移值,通过与有限元解对比表明,提出的解析解准确、合理,符合工程实际。     

预应力超高强混凝土梁抗弯性能试验研究

为研究预应力超高强混凝土梁的受弯性能,对4根后张法有粘结预应力超高强混凝土梁进行了试验研究,分析了预应力筋高度和预应力筋配筋率对其受力过程、破坏形态和裂缝开展情况的影响,并通过大型通用有限元程序ANSYS对预应力超高强混凝土梁承载力进行了模拟计算。结果表明：预应力筋高度和预应力筋配筋率对超高强混凝土梁的承载力和裂缝开展情况均有一定的影响; ANSYS模拟计算所得的开裂荷载、屈服荷载以及极限荷载与试验结果较吻合。研究结果可为超高强混凝土梁的设计及研究提供一定的基础依据。     

少筋混凝土梁三点弯曲断裂过程的数值模型

基于少筋混凝土结构的破坏原理,提出了混凝土裂纹处存在钢筋的力学分析模型,把钢筋对混凝土的作用力假想为一对集中力,钢筋位于混凝土弹性区时,认为钢筋与混凝土连为一体;当钢筋与混凝土裂纹相遇时,考虑钢筋与混凝土之间存在脱粘的部分段。同时根据直线形的混凝土拉应变软化曲线,在过程区各节点上设置无体积、无长度的虚拟弹簧,对少筋混凝土三点弯曲试件的断裂过程进行有限元数值分析。模拟了不同配筋率下少筋混凝土三点弯曲试件起裂、扩展、破坏的全过程,计算结果显示:配筋率对裂缝扩展有很大影响。     

连续配筋混凝土路面结构设计理论与方法研究

连续配筋混凝土路面（CRCP）是一种高性能混凝土路面结构型式,对CRCP设计原理进行了系统研究,在荷载应力分析,将CRCP中纵向钢筋作连续化处理,建立了正交各向异性薄膜单元,对考虑裂缝条件下的CRCP荷载应力进行了三维有限元分析,得到了CRCP的两种临界荷位和配筋率等参数对板底应力的影响规律,并与普通混凝土板的荷载应力进行了对比,在温度应力分析中,建立了考虑钢筋与混凝土间粘结滑移本构关系的CRCP温度应力计算模型与微分方程,并求得CRCP在降温和干缩变形作用下的解答,分析了参数的敏感性和混凝土徐变所引起的松驰应力效应,解析法和数值法相结合,计算了分析了CRCP端部锚固与与凸形锚固地梁的应力和位移,给出了端墙部分设计参数的建议值及于端部结构设计的计算诺谟图,同时进行室内模型试验,验证了理论分析结果,最后给出了CRCP板厚与配筋设计及端部锚固结构的成套设计方法,为中国制定定相应规范提供了参考依据。     

玄武岩纤维（BFRP）筋与混凝土粘结性能试验研究

玄武岩纤维筋是一种新型的复合材料,具有强度高、耐腐蚀等特点,用它代替混凝土路面结构中的钢筋,可解决因雨水进入引起的连续配筋混凝土路面钢筋锈蚀问题。玄武岩纤维筋与混凝土的粘结性能,是影响其推广应用的关键技术之一。本文运用18个中心拉拔试件研究了不同螺纹表面玄武岩纤维筋与混凝土之间的粘结性能,试验结果表明：玄武岩纤维筋与混凝土试验粘结强度在11.592～23.578MPa之间,粘结强度随着玄武岩纤维筋表面螺纹深度与螺纹间距的变化而变化;有螺纹玄武岩纤维筋的粘结强度明显高于无螺纹玄武岩纤维筋,玄武岩纤维筋最佳螺纹间距约为筋直径长度的80%,最佳螺纹深度约为直径长度的10%;拉拔试件的破坏形态均为玄武岩纤维筋与混凝土接触面混凝土的剪切破坏而拔出。     

钢纤维高强度混凝土配合比的研究与应用

与普通混凝土相比,钢纤维混凝土的抗拉、抗压、抗裂及耐磨、耐冲击、耐疲劳等性能都有显著提高,而且其施工工艺简单,能明显改善桥梁结构物的使用性能,延长桥面系的使用寿命.鉴于此,详细介绍了C50钢纤维混凝土的原材料组成、配合比设计及实际施工中的注意事项,可为相关施工提供参考.     

基于正交试验的钢纤维混凝土配合比优化

为了优化掺钢纤维混凝土配合比,采用正交试验法研究水灰比、早强剂掺量、钢纤维掺量、矿料级配等四个因素对掺钢纤维混凝土物理力学性能的影响规律。结果表明:矿料级配对混凝土的和易性影响最为显著,其次是水灰比;钢纤维的掺量是影响混凝土抗折强度的主要因素,并且抗折强度随着钢纤维掺量的增加而增加;影响钢纤维混凝土的抗压强度的主要因素是水灰比,且抗压强度与水灰比的大小成反比。     

连续配筋混凝土路面裂缝间距的可靠性分析

为了确保连续配筋混凝土路面(CRCP)的耐久性,需要将其随机变化的横向裂缝间距控制在预期合理的范围内,CRCP配筋设计必须考虑可靠性问题,根据概率论中求解随机向量函数概率分布的有关定理,建立了计算CRCP裂缝间距可靠度的直接积分公式,并与Monte Carlo的计算结果进行了对比。分别考虑裂缝间距超出上、下限两种不同失效模式,分析了设计参数及其变异系数对CRCP裂缝间距可靠度的影响规律。结果表明CRCP裂缝间距的可靠度主要与设计裂缝间距及参数的变异水平有关,CRCP配筋设计应使设计裂缝间距趋于上限和下限的中值,保证路面具有尽可能高的可靠度。     

后张预应力预制混凝土框架中节点的数值模拟

为了解决有限元研究中预制混凝土框架节点处新旧混凝土叠合层界面黏结与穿过叠合层钢筋难以模拟的问题，讨论了有限元软件ABAQUS中模拟新旧混凝土叠合层黏结性能的不同方法，引入叠合层的黏结滑移本构和钢筋的剪切-滑移模型相结合的本构关系，建立后张预应力预制混凝土框架中节点非线性有限元分析模型，计算结果与足尺模型的试验结果吻合较好，并在此基础上重点开展了轴压比、混凝土强度、预应力筋有效应力及筋黏结构造（全黏结、部分黏结和无黏结）等有限元参数分析. 分析结果表明:轴压比由0.2增加到0.4时，承载力提高了11%，由0.4增加到0.6时，承载力增加不明显；提高混凝土强度、增加有效预应力可显著提高承载力；预应力筋黏结构造对节点承载力影响不显著，增加无黏结长度，可一定程度延缓节点的屈服.