温湿翘曲对连续配筋混凝土路面配筋设计的影响

对连续配筋混凝土路面(CRCP)进行配筋设计时,现行规范和研究将路面板当作均匀板,忽略了相对湿度对混凝土物理力学性质的影响。针对CRCP的结构特点和配筋设计的不足,利用薄板小挠度翘曲理论,推导了非均匀混凝土板湿度翘曲应力的解析公式。根据解析公式和温湿等效原则,计算了湿度梯度对应的等效温度梯度。实测了混凝土板在不同工况条件下的相对湿度分布曲线,回归了混凝土板相对湿度的分布方程。将等效温度梯度计算值和温度梯度代表值分别代入Westergaard公式和ABAQUS有限元模型,计算温湿翘曲应力。两者翘曲应力的最大计算值相差3.5%,满足工程精度的要求,验证了有限元模型的合理性。赋予混凝土板钢筋网片,建立了CRCP有限元模型;利用实测湿度数据,分析了温湿耦合梯度作用下,钢筋应力、裂缝缝隙位移和翘曲应力的分布规律。主要结论有:非均匀板的等效负温度梯度比均匀板大8%～10%;基层滞水会显著增强混凝土板的湿度变形;温湿耦合梯度作用下,钢筋的拉应力从板中到横向裂缝位置显著增大,最大达到89.13 MPa;混凝土的最大翘曲应力为1.69 MPa,位于面板的中心;钢筋埋置位置的缝隙位移沿横向呈二次抛物线分布规律;温湿翘曲应力和缝隙位移随着裂缝间距的增大而增大。     

带地梁的新型半整体式无缝桥梁温度效应研究

为了了解带地梁的新型无缝桥梁在温度变化下吸纳梁体变形的能力及接线路面的裂缝分布和发展规律,推导了带地梁无缝桥梁在温度作用下的内力与变形计算公式,编译了相应的接线路面配筋计算程序,进行了足尺带地梁无缝桥梁的试验研究,同时对比了带地梁无缝桥梁试验结果与理论计算结果。结果表明:带地梁的新型无缝桥梁能很好地传递梁体变形,实现对梁体变形的吸呐;按照程序的计算结果进行接线路面的配筋设计是安全的。     

连续配筋混凝土路面在横向荷载作用下的解析解

根据复合材料层合板理论，运用三角级数和傅里叶变换方法，分析了温克勒地基上连续配筋混凝土路面在横向荷载作用下的变形，内力及应力，得到了问题的解析解。给出了算例结果，探讨了配筋率，配筋位置，地基模量等参数对路面变形、内力及应力的影响规律。     

连续配筋混凝土路面配筋设计及敏感性分析

国内关于连续配筋混凝土路面(CRCP)的结构计算是基于半经验半理论方法,适用性差,配筋指标取值不恰当。文章利用带筋板条的应力场和位移方程,建立了配筋指标的解析计算公式;用有限元方法验证了解析解的合理性;区分了设计参数对配筋指标的敏感性水平,并进行了敏感性排序。文章对最重要的配筋参数进行了具体分析:当温降幅值ΔT由15℃增大到60℃时,横向裂缝宽度bj、钢筋最大应力σs,max和混凝土最大应力σc,max增加了近1倍;混凝土线膨胀系数αc与σc,max、bj密切相关;剪切刚度系数ks增大,bj减小,且ks每增加5 MPa/mm,σs,max和σc,max增大10%。最后,用有效模量Eca考虑了混凝土徐变对CRCP结构计算的影响。上述研究成果可用于道路工程的结构设计和计算。     

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。     

连续玄武岩纤维筋水泥混凝土路面的配筋设计研究

文章通过分析连续配筋水泥混凝土路面设计施工中的关键问题,提出采用新材料代替钢筋的必要性。介绍了连续玄武岩纤维筋的物理化学性能,建立了连续配筋路面温缩及干缩应力分析的计算模型,得到可用于玄武岩纤维筋配筋水泥混凝土路面设计的三大控制指标,并将结果与钢筋配筋的指标进行比较,结果表明应用玄武岩纤维筋代替钢筋是完全可行的。     

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...     

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。     

连续配筋砼路面结构有限元分析

根据连续配筋砼路面结构力学特性,利用有限元分析软件ANSYS,探讨了连续配筋砼路面有限元分析方法;针对具体实际工程的边界条件,建立了适合的有限元计算模型,进行了结构非线性有限元分析;并将计算路面变形值与试验测试路面变形值作比较,验证了计算方法和计算模型的有效性.     

脱空耦合下水泥混凝土路面疲劳寿命影响因素分析

基于ANSYS建立板底脱空的水泥混凝土路面力学模型,计算其在不同因素影响下的最大弯拉应力,分析其应力变化规律。然后,再利用公式计算板底脱空水泥混凝土路面不同因素下的疲劳寿命,分析其变化趋势,为水泥混凝土路面板设计及后期维护提出依据。最后,再结合疲劳寿命计算结果,利用层次分析法确定板底脱空状态下影响其疲劳寿命的各个主影响因素所占权重。结果表明:脱空半径对其影响最大,权重占0.483,且脱空半径达到400mm时,随着其他各因素的不利发展,疲劳寿命趋于稳定;温度梯度影响下,各脱空半径影响下的弯拉应力变化规律整体一致;面层模量对疲劳寿命影响相对较小,仅占0.114;面层厚度为300mm时,水泥混凝土路面性价比较高。     

连续配筋砼基层沥青面层复合式路面结构沥青层应力分析研究

本文从理论上分析了连续配筋砼基层沥青面层复合式路面的沥青面层的最大拉应力和最大剪应力的分布情况,同时分析了各参数对最大拉应力和最大剪应力的影响,从而对连续配筋砼基层沥青面层复合式路面结的沥青面层混合料类型及路用性能提出了有益的建议。     

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。     

玄武岩纤维筋连续配筋混凝土路面设计应用研究

本文通过对玄武岩纤维筋的特性分析、比较及玄武岩纤维筋连续配筋混凝土路面的配筋计算分析,探讨了玄武岩纤维筋的不同直径和配筋率对连续配筋混凝土路面的裂缝宽度、间距及筋材应力的影响规律,并与钢筋进行比较,得出了玄武岩纤维筋连续配筋混凝土路面设计应用的技术建议,对开展此项路面的设计应用研究工作具有积极的指导意义。     

基于有限元分析的隧道水泥混凝土路面板

为获得隧道水泥路面板块划分的合理板长,利用有限元软件ANSYS建立了路面结构力学模型,计算并分析了不同板长的水泥路面在不同面层板厚、轴栽、基层厚度、基层模量和基岩模量条件下的面层底部受力状况及变形情况、结果表明：随板长增加,面层板底最大弯拉应力和纵向位移以及温度应力都有所增加,但增幅不大,长隧道内水泥混凝土板长可增至10m,为隧道水泥路面设计提供了重要的参数及科学依据。     

Deformation and Stress of Old Cement Concrete Pavement under Stamping Load

为准确分析冲压荷载作用下旧水泥混凝土路面的变形和应力分布状况,通过建立合适的有限元模型来对其分析计算,并以第一强度理论来判断旧路面板的破裂情况,总结了路面板在冲击压实情况下的破坏机理.通过该模型得出旧水泥路面板竖直方向和水平方向的变形和受力特点,即:路面板在冲压荷载作用下发生纵、横双向弯曲变形,并以全断面的纵向弯曲变形为主,最大变形值位于路面板的两冲压轮之间的位置,路面板断面上竖向各点的沉降变形有微小变化,变形性态说明路面板将以弯曲形式发生破坏;路面板在轮压荷载作用下,上面层受压应力,下面层受拉应力,拉压应力的分界点在路面板中心偏下的位置,上面层绝大部分区域3个方向均处于受压状态,纵向压应力几乎为横向压应力的2倍.     

温度场对连续配筋混凝土路面纵向配筋的影响

现行规范对连续配筋混凝土路面(CRCP)进行纵向配筋设计时,对温度场考虑不全面,钢筋埋深处的最大温差未考虑板厚和配筋位置的影响,且温度梯度与材料热力学性质的关系也不明确。针对这些不足,依据"潭耒高速公路"的结构和相关气象数据,以传热学和热弹性力学为基础,用FORTRAN语言定义了热流和外界温度的子程序,用ABAQUS模拟了CRCP的高、低温季节温度场,并用实测温度对计算进行验证,分析了板厚、配筋位置和材料热力学性质对最大温差、温度梯度的影响,计算了最大温差的减小对纵向配筋的影响。主要结论有:温度梯度具有周期性;最大温度梯度随板厚增加而减小;最大温差随钢筋埋置深度的增加而减小,配筋指标随之减小;混凝土热传导率对正温度梯度影响明显。     

配筋U H PC板抗弯承载能力及延性影响因素分析

从瑞士SIA2052规范规定的配筋UHPC板承载能力设计方法出发,讨论了配筋UHPC板抗弯承载能力极限状态下的承载能力及变形能力的计算方法,并以一12 cm厚配筋UHPC板为背景工程,分析了极限状态配筋UHPC板承载能力和延性的主要影响因素,分别研究了各因素变化对配筋UHPC板极限状态的影响,并将极限状态下承载能力与规范规定的设计值进行对比,结论表明考虑UHPC受拉退出工作的影响,配筋率过低的UHPC版极限状态承载能力低于瑞士SIA2052推荐的设计值,结构偏于不安全。     

冻土地区路基融沉变形对沥青路面结构的影响

采用有限元方法建立了路基发生融沉变形时沥青路面结构的轴对称计算模型,将融沉变形分别简化为二次曲线和余弦曲线,分析了融沉变形对最大拉应力点位的影响,重点讨论了融沉盆形状、半径、融沉深度等因素对沥青路面结构面层和基层最大拉应力的影响。结果表明:路基的不均匀融沉变形在路面结构面层顶面产生拉应力,成为面层破坏的主要原因;在基层底面产生较大的附加应力,将会造成基层开裂,因此在多年冻土地区的路面设计中应考虑附加应力的影响。     

连续配筋混凝土路面结构总应力的计算方法

根据连续配筋混凝土路面荷载应力和温度应力各自的特点，探讨了连续配筋混凝土路面结构总应力的计算方法。     

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。