新老混凝土粘结试件的受力数值模拟及分析

基于有限元数值模拟综合对比分析了劈拉极限状态下整体混凝土试块、传统的新老混凝土试块和采用钢筋机械连接的新老混凝土试块的粘结性能,结果表明:在相同条件下,采用钢筋机械连接新老混凝土粘结时,其劈拉强度比传统的不加连接件的新老混凝土粘结试块提高了约20%,而且采用钢筋机械连接件具有显著地抑制劈裂面的裂缝扩展,混凝土中不同位置的劈拉应力的增长与该处到钢筋轴心的距离基本呈线性关系.     

连续配筋水泥混凝土路面裂缝传荷系数三维有限元分析

基于ABAQUS有限元软件,采用梁单元模拟纵向钢筋,根据Timoshenko梁理论,确定支撑反力的作用长度。采用三向弹簧单元模拟钢筋和混凝土界面联结,竖向(z方向)弹簧单元模拟混凝土对钢筋的支撑;刚度分配按照"贡献面积"的原则,通过在相邻混凝土面层板侧面对应结点设置三向弹簧单元,模拟集料嵌锁的传荷作用;建立并验证考虑裂缝传荷系数的CRCP三维有限元模型。利用该模型分析标准轮载作用下路面结构参数对混凝土面层板在裂缝附近的力学响应和裂缝传荷系数的影响。结果表明,增大混凝土板厚度,板边应力和裂缝传荷系数均明显减小;增大基层厚度和土基强度,板边应力和裂缝传荷系数略有减小;增大裂缝刚度,可提高裂缝的传荷系数,减小裂缝处混凝土面层板的受力。     

连续配筋混凝土路面早期裂缝

为了准确计算连续配筋混凝土路面早期裂缝的分布和发展规律,基于钢筋混凝土间粘结滑移的非线性本构关系,采用接触理论,建立了连续配筋混凝土路面在温度变化和混凝土干缩情况下的有限元刚度方程,得出了计算早期裂缝宽度和裂缝间距的有限元解。研究了混凝土抗拉强度、弹性模量的变化、施工季节、配筋率和钢筋直径等因素对连续配筋混凝土路面早期裂缝的影响。计算结果表明:混凝土抗拉强度与弹性模量随龄期的变化对连续配筋混凝土路面的早期裂缝在浇筑完成后28d内影响显著,随着龄期的增加逐渐趋于稳定,配筋率和配筋方式对早期裂缝的影响较大,为控制早期裂缝的发展,采用小直径多根数的配筋方式较为合理,且最好在秋季施工。     

连续配筋混凝土路面一维非线性力学分析

考虑钢筋与混凝土之间的非线性粘结滑移关系及混凝土面板与地基之间的非线性摩阻滑移关系,采用数值迭代法建立了连续配筋混凝土路面在温缩和干缩作用下横向开裂的一维非线性力学分析方法,从而同时获得裂缝间距、裂缝宽度与钢筋应力3个设计指标的结果,编制了迭代法计算程序CRCPAP.对耒宜高速公路连续配筋混凝土路面的横向开裂进行了非线性分析,得到了应力和位移沿板长的分布规律,并提出了连续配筋混凝土路面横向开裂产生区、过渡区和安全区3个区域的概念和范围.     

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。     

拱桥加固中新老混凝土结合面的受力性能

结合工程实例,制作了2个拱圈试件,通过一次性加载破坏试验,对试件的破坏特征、新老混凝土结合面的工作性能及应力、应变分布进行了研究.试验结果表明:受荷初期,结合面的抗剪主要由无植筋时新老混凝土的粘结承担;当剪应力达到新老混凝土粘结抗剪强度后,主要由植筋承担.在裂缝附近区域、靠近裂缝和远离裂缝的非裂缝区域,结合面的粘结剪应力分布不同,主要区别在纵向钢筋开始屈服到试件破坏阶段.在此阶段,裂缝附近区域结合面的粘结剪应力随荷载增大线性减小,在靠近裂缝的非裂缝区域基本不变,而在远离裂缝的非裂缝区域线性增大,直至试件破坏.粘结剪应力最大值出现在拱顶裂缝附近.     

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.     

路面裂缝浅析及处理

通过对广州市东圃互通式立交工程路面裂缝的调查,阐述了路面裂缝产处的原因,主要是由于混凝土体积收缩,温度翘曲应力与荷载应力共同作用,复合式水泥混凝土路面设计与施工的不完善,提出了以PCR（Parement Concrete Repari)水泥混凝土路面修补材料进行路面裂缝的修补。     

新老混凝土界面粘结性能评价方法

新老混凝土界面粘结性能是影响修补加固后新老混凝土工作性能的关键。通过介绍新老混凝土界面粘结性能的评价方法,包括界面粗糙度法、力学试验方法、断裂试验方法、耐久性试验方法、微观分析法,为既有混凝土结构的加固修复工程提供设计依据和理论参考。     

水泥混凝土路面在车载和温度应力共同作用下有限元分析

车辆荷载与温度翘曲应力共同作用下,容易导致水泥混凝土路面产生疲劳破坏。本文利用大型有限元软件ANSYS对不同参数变化的混凝土路面进行有限元模拟计算,分析取不同板厚的条件下,车辆荷载与温度应力对水泥混凝土路面的影响,得出混凝土板在正温度梯度和车载共同作用时,在相同地基模量情况下,产生的板内纵向拉应力会随着混凝土板的长度与厚度的增大而增大。     

刚性基层薄层沥青路面层间粘结体系研究

在水泥混凝土路面上加铺沥青面层可以形成一种刚柔相接的复合式路面结构,而刚柔界面层间粘结处理技术会成为复合式路面的技术关键.针对新建连续配筋混凝土刚性基层薄层沥青路面,通过对不同界面处理方式的室内剪切试验和拉拔试验,对比不同水泥混凝土板的处理方式、不同的粘结材料以及层间界面层沥青用量对层间粘结体系强度的影响,并最终得到了最佳的水泥混凝土板界面处理方式、最佳的界面层粘结材料以及最佳的沥青用量.     

玄武岩纤维筋配筋路面荷载应力分析

分析了路面板宽度变化、路面裂缝间距变化、路面配筋率变化、路面板厚变化及纤维筋与混凝土粘结刚度系数变化等对路面荷载应力的影响,指出这些因素的变化对路面荷载应力的影响不大或没有影响,在设计时应不考虑纤维筋的加强作用。     

钢筋混凝土保护层厚度控制技术研究

混凝土保护层厚度对钢筋混凝土的耐久性、钢筋与混凝土的粘结锚固性能都有重要影响。保护层过薄,不但会导致钢筋提早生锈而加快锈蚀发展速度,而且会使钢筋周围的混凝土由于钢筋的粘结滑移所引起的裂缝很容易发展到构件表面,形成沿纵向钢筋的裂缝。同时,保护层过薄,还会使混凝土结构由于混凝土自收缩而造成沿钢筋方向的纵向裂缝或形成裂缝薄弱面,即混凝土虽未产生裂缝,但已经形成了混凝土抗拉薄弱区,以后会由于受外力而出现裂缝,从而进一步加快钢筋的锈蚀和由于粘结滑移造成的裂缝的形成。但保护层过厚,在硬化过程中,其收缩应力和温度应力得不到钢筋的控制,很容易产生裂缝,削弱混凝土保护层的作用,另外构件自重增加,有效截面减小,承载力也随之下降,同时构件裂缝宽度也将增加。因此,确定合理的保护层厚度是很必要的。     

水泥混凝土轮迹路面温度应力的有限元分析

水泥混凝土路面板内不同深度处的温度随气温的变化而动态变化,这直接导致混凝土板内部出现膨胀和收缩变形。已有经验表明荷载应力和温度应力的综合作用会使混凝土板发生破坏。本文通过有限元方法分析了影响水泥混凝土轮迹路面温度应力的各项因素,研究成果可以用于指导水泥混凝土轮迹路面结构设计。     

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。     

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。     

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。     

水泥混凝土路面板裂缝产生的原因与修补技术

从水泥混凝土路面的特点出发 ,结合水泥混凝土路面的日常养护维修技术 ,根据我局水泥混凝土路面的养护技术经验 ,论述了水泥混凝土路面板裂缝的产生原因和修补技术。     

破裂水泥混凝土路面板沥青加铺层温度应力影响因素

为了防止水泥混凝土路面加铺沥青面层反射裂缝的产生,采用有限元方法,视路面结构为弹性层状体系,建立沥青加铺层、补强层、破裂水泥混凝土路面板和地基组成的空间三维模型,分析了破裂板块平面尺寸、降温幅度、沥青加铺层模量及厚度、结构补强层模量、混凝土路面板厚度等因素对沥青加铺层温度应力的影响。结果表明,对破裂后的旧水泥混凝土路面板块,沥青加铺层温度应力随其板块尺寸的减小而大幅度降低,较大的降温幅度对加铺层温度应力的影响远大于车辆荷载产生的应力;而降低沥青加铺层模量,增大加铺层厚度等技术措施可明显改善破裂板接缝处的应力状况,并能有效地防止沥青加铺层反射裂缝的产生。     

带肋钢筋与混凝土粘结性能的细观数值模拟

为研究带肋钢筋与混凝土之间的粘结破坏机理,揭示钢筋肋外形对粘结性能的影响,建立了钢筋混凝土的三维细观数值模型.该模型基于ANSYS参数化设计语言,在混凝土细观模型的基础上加入钢筋,通过界面单元细分和材料属性判别生成各细观相单元.分别建立了月牙肋钢筋和螺纹钢筋拉拔试件模型,模拟拉拔试验中粘结的破坏过程,分析了混凝土损伤破坏区域的分布和钢筋肋纹处的应力状态.结果表明,月牙肋钢筋与混凝土的粘结强度略低于螺纹钢筋,但破坏时其肋间混凝土的应力集中现象缓和,损伤程度较轻;数值模拟的粘结应力和钢筋滑移量与试验结果吻合,说明所建立的模型可用于模拟钢筋与混凝土的粘结性能.