水泥砼路面的温度翘曲与翘曲复合应力

针对置于刚性地基上的砼梁 ,讨论了温度翘曲与翘曲应力、温度翘曲与翘曲复合应力的关系 ,分析了温度翘曲对水泥砼路面的影响 ,分析表明 :翘曲应力和复合翘曲应力对水泥砼路面的影响十分显著 ,它与翘曲变形有直接的因果关系 ,必须予以考虑     

水泥砼路面温度翘曲应力分析

本文首先对威斯特卡德计算温度翘曲应力方法与有限元方法进行了对比研究，其次运用温度翘曲应力有限元程序ＣＴＯ５计算了水泥砼路面的温度翘曲应力，得出了温度翘曲应力与水泥砼路面的基层材料参数间的相互关系，并在此研究的基础上，分析了水泥砼路面的分块对温度翘曲应力的影响，其结论可供设计、施工单位参考。     

箱梁畸变翘曲应力分析

分析了箱梁畸变的翘曲正应力分布特点,依据箱梁壁内力平衡条件,推导了3种截面型式的箱梁在畸变荷载作用下的畸变翘曲系数,并分析计算畸变角微分方程中的箱梁畸变翘曲刚度。     

沥青路面温度应力计算公式的修正

分析了实际路面温度场以及温度变化沿路面深度的分布规律。通过力学分析,指出了希尔斯(Hills)温度应力计算公式的缺陷,提出了修正的温度应力的计算公式。算例表明,在实际路面结构中,由温度随深度变化的不均匀分布引起的翘曲应力不容忽视,使用Hills公式计算的温度应力结果偏小,用其预估的断裂温度偏低。     

水泥混凝土路面固化温度区域特征及其对面板翘曲的影响

基于全国5个地区的气候参数, 采用路面早龄期温度场计算程序, 研究了不同海拔和纬度地区水泥混凝土路面固化温度的分布特征; 考虑了面板的固化温度与环境温度的叠加效应, 采用三维有限元程序, 分析了不同地区固化温度对路面板翘曲和脱空的影响特性。研究结果表明: 影响面板行为有板顶、板底固化温度差和固化平均温度; 各地水泥混凝土路面的全年固化温度差的分布基本呈宽矮峰加尖锐峰的双峰组合形态, 分别反映负、正固化温度差分布; 负的固化温度差集中在白天形成, 变异性大, 造成面板板角向上翘曲的趋势, 正的固化温度差基本在夜间形成, 数值集中, 形成面板板角向下翘曲的趋势; 对比不同区域的路面固化温度, 高原地区负固化温差最大, 拉萨高频次负固化温度差可达-17.2℃, 其次为北方地区, 哈尔滨高频次负固化温度差约为-13.2℃; 固化平均温度分布呈单峰型, 一般为负值, 纬度高的地区气温年较差大, 直接导致固化平均温度变异范围大, 处于北方的哈尔滨高频次固化平均温度约为-30.4℃, 拉萨则约为-18.4℃; 负的固化平均温度也会引起面板板角向下翘曲, 同等条件下其对面板翘曲的影响效应约为固化温度差影响效应的30%~50%;不同的固化温度特征叠合当地气候环境, 对面板服役阶段的翘曲和脱空会产生不同的效应, 叠加负固化温度差为-20℃时, 面板向上翘曲增大约1.5~2.0mm; 对于面板翘曲明显的地区, 建议可选用四边约束结构形式改善路面工程性能。      

羧基丁苯聚合物改性水泥砼路面设计及试验路分析

采用羧基丁苯聚合物掺量为15％的水泥砼进行路面板厚度设计，发现羧基丁苯聚合物水泥砼路面相对于普通水泥砼路面至少能减薄8cm；然后对羧基丁苯聚合物改性水泥砼路面用ANSYS软件进行应力应变分析，发现在减薄8cm的丁苯聚合物水泥砼路面在最不利荷载下相对于普通水泥砼路面的最大弯拉应力和最大应变要大，然而丁苯改性水泥砼的抗折强度和抗变形能力要大得多，故不影响其承载能力；最后结合工程铺筑试验路，发现使用一年后的丁苯聚合物改性砼试验路路面性能良好．     

复合材料薄壁梁的翘曲

将薄壁结构杆件的平衡理论引入复合材料薄壁梁的分析中，来分析复合材料薄壁梁剖面的平面外翘曲规律。针对复合材料叠层对翘曲规律的影响，将复合材料薄壁梁视为叠层壳，用三维实体元对梁剖面的翘曲问题进行研究。数值实验结果证明：材料的叠层对薄壁梁截面翘曲影响不大，平衡理论可在复合材料薄壁结构中应用。     

水泥砼路面温度疲劳应力计算方法的改进

根据疲劳损耗等效的原则，对文（３）中提出的水泥砼路面的温度疲劳应力计算方法进行了改进，给出了一种新的计算温度疲劳应力的简便而实用的方法。     

水泥混凝土沥青复合式路面温度应力研究

PCC＋AC复合式路面结构,由于沥青层的存在使得PCC＋AC复合式路面的水泥混凝土板的温度应力与普通水泥混凝土路面的温度应力有较大的不同,并且沥青层厚度的大小直接影响混凝土板的温度应力的大小。所以,有必要对PCC＋AC复合式路面的温度应力进行分析研究。本文结合河南省许尉高速公路工程,对PCC＋AC复合式路面的温度翘曲应力进行分析,为研究该种路面结构的温度应力提供参考。     

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。     

羧基丁苯聚合物改性水泥砼路面设计及试验路分析

采用羧基丁苯聚合物掺量为15%的水泥砼进行路面板厚度设计,发现羧基丁苯聚合物水泥砼路面相对于普通水泥砼路面至少能减薄8cm;然后对羧基丁苯聚合物改性水泥砼路面用ANSYS软件进行应力应变分析,发现在减薄8cm的丁苯聚合物水泥砼路面在最不利荷载下相对于普通水泥砼路面的最大弯拉应力和最大应变要大,然而丁苯改性水泥砼的抗折强度和抗变形能力要大得多,故不影响其承载能力;最后结合工程铺筑试验路,发现使用一年后的丁苯聚合物改性砼试验路路面性能良好.     

基于Reissner原理的波形钢腹板箱梁约束扭转分析

为更加合理地分析波形钢腹板箱梁约束扭转效应,考虑波形钢腹板的褶皱效应推演了翘曲正应力和剪应力计算式,应用Reissner原理建立了波形钢腹板箱梁约束扭转控制微分方程,给出了不同于乌曼斯基第二理论的翘曲系数公式. 通过简支梁数值算例验证了所推导公式的正确性,并分析了腹板厚度和悬臂板宽度变化对箱梁横截面应力的影响. 研究结果表明:相对于乌曼斯基第二理论,基于Reissner原理计算的应力与有限元解吻合更好;按乌曼斯基第二理论与按Reissner原理计算的翘曲系数的比值可达到4.70;波形钢腹板主要承担剪应力,几乎不承担翘曲正应力,而顶底板既承担翘曲正应力也承担剪应力,应对顶底板予以重视,防止斜裂缝的产生;腹板厚度增大能减小翘曲正应力;随着悬臂板宽度的增大,当悬臂板宽度比大于0.10时,翘曲正应力减小,而当悬臂板宽度比大于0.30时,总剪应力几乎无变化.      

BFRC-RCC复合路面的有限元分析

建立了玄武岩纤维混凝土（BFRC）-碾压混凝土（RCC）复合路面结构有限元计算模型,分析了上、下层BFRC和RCC板的厚度、弹性模量,以及基层顶面当量回弹模量对BFRC-RCC复合路面荷载应力和温度应力的影响规律,并提出减小板底应力的建议。     

复合碾压混凝土路面温度应力分析

采用ANSYS有限元分析软件,建立了弹性地基上由碾压混凝土面层和水泥稳定碎石基层双层板三维路面结构模型;分析了复合碾压混凝土路面在温度曲线分布情况下的温度翘曲应力,包括曲线温度场,不同时刻,层间接触状态,碾压混凝土面层厚度、温度膨胀系数、模量和板平面尺寸等影响因素。分析结果表明:曲线温度场下的温度应力明显低于折线性温度场下的温度应力;随着板厚的增加,出现最大温度应力的时间推迟;层间接触状态对温度应力的影响不显著;面层厚度、温度膨胀系数及模量对温度应力的影响较显著。     

连续配筋混凝土复合式沥青路面温度应力分析

针对连续配筋混凝土复合式沥青路面结构是以连续配筋混凝土(CRC)板作为结构承重层,沥青面层(AC)作为表面功能层的结构特点,建立多板系统有限元计算模型(空间等参元8节点六面体单元);采用有限元方法分析CRC+AC复合式路面结构的温度应力状况以及温度梯度、AC层厚度、CRC层厚度和AC层的导热系数等因素的影响;结果表明,在裂缝间距L<3.0 m内,CRC板的横向温度翘曲应力大于纵向温度翘曲应力,温度翘曲应力最不利位置仍为横向裂缝边缘中部位置.     

闭口薄壁杆件翘曲函数的研究

本文分析了闭口薄壁杆件的扭转翘曲和畸变翘曲之间的关系,给出用一个或两个函 数来表达这两种翘曲的判别条件。文中还着重讨论了扭转和畸变翘曲函数分别与扭 转角和崎变角之间的关系,指出不能用后两者的一阶导函数来代替前两者.为正确选 用翘曲函数提供了理论依据。      

机场道面温度应力的试验研究

通过对某机场水泥砼道面温度场和温度应变的现场实测，在此基础上提出了水泥砼机场道面温度场和温度应变场的变化规律，最后采用理论分析计算与实测温度应力（应变）进行比较，以验证理论计算的正确性。     

水泥锶渣路面结构力学分析

根据重庆地区气候特点、农村公路的荷载特点及水泥锶渣路面结构参数,利用弹性层状体系理论对水泥锶渣面层的温度收缩应力、温度翘曲应力、荷载应力及其迭加效应进行了分析。分析结果表明:由于水泥锶渣面层的回弹模量较普通水泥混凝土低得多,在温度和荷载共同作用下路面内应力小于其强度,不会产生收缩开裂,因而无需设置伸缩缝;通过对多条水泥锶渣试验路长期性能观测,表明不切缝的水泥锶渣路面性能良好,可推广到西部农村公路建设中。     

长寿命路面结构设计

为了提高路面实际使用寿命,分析了长寿命路面定义与设计要求,提出了以PCC(水泥混凝土路面) AC(沥青混凝土路面)路面为主体的长寿命路面结构,运用有限元分析软件及路面弹性层状体系理论,分析了PCC板块3.0 m×4.0 m划分方式的优越性,计算了长寿命路面结构的荷载应力和温度应力。计算结果表明:采用3.0 m×4.0 m的板块划分方式,混凝土板底温度翘曲应力减少20%左右,综合应力降低10%左右;提出的路面结构的理论寿命达到了46 a,符合长寿命路面的结构设计要求。     

考虑翘曲影响的曲线箱梁桥隔震结构研究

为更好研究夹层橡胶隔震结构在连续曲线箱梁桥中的作用,文章探讨了一种箱梁单元,考虑翘曲效应影响,其增加了一个翘曲位移自由度,同时考虑形心与剪心不重合的偏心影响,对照非隔震结构,对比分析夹层橡胶隔震结构的隔震效果。