机场水泥混凝土道面加铺层结构接缝传荷能力分析

采用ANSYS有限元分析软件,建立了考虑接缝传荷能力的机场水泥混凝土道面加铺层结构的足尺9块板三维有限元模型,分析了机场水泥混凝土道面加铺层结构接缝处的应力和弯沉情况,研究了接缝传荷系数随接缝刚度的变化规律。结果表明:机场水泥混凝土道面加铺层接缝处的应力、弯沉及传荷系数随接缝刚度呈S形曲线变化;挠度传荷系数与应力折减系数呈良好的一阶指数增长曲线关系。     

典型飞机起落架荷载作用下机场水泥砼道面结构响应分析

采用有限元软件ABAQUS建立机场水泥砼道面结构三维有限元模型,分析单轴双轮、双轴双轮和三轴双轮3种典型飞机起落架荷载作用在不同位置时道面结构响应,结果表明飞机荷载作用下水泥砼道面板底的应力分布及大小与起落架构型密切相关,并得到了3种典型飞机起落架荷载作用的不利荷位和最大应力。     

机场水泥混凝土道面脱空病害影响及处治对策

道面脱空是机场水泥混凝土道面常见病害。该文分析了脱空的成因机理,并提出了形成脱空的必要条件。通过建立ABAQUS三维有限元模型,分析了不同脱空面积、不同脱空程度对道面板块荷载应力的影响程度。研究表明,在不考虑接缝传荷且脱空非常严重时,板块内最大弯拉应力增幅超过250%。针对机场特点,提出注浆处治脱空时的关键技术参数确定方法及注浆效果评价方法。     

机场复合道面受多轮荷载作用的力学特性分析

建立机场水泥混凝土道面结构加铺沥青层前后的两种三维有限元模型。在A380-800F和B737-800两种通用机型轮载作用下,考虑多轮荷载的影响,分析道面结构的力学特性:包括道面表面弯沉、沥青层底及水泥混凝土层底拉应力、土基顶面压应变。结果表明:3个力学量的分布规律与轮载的布置位置相关,且受到多轮荷载效应的影响;加铺沥青层后改善了道面结构的受力状况,加铺层设计时可将沥青层底及水泥混凝土层底拉应力作为设计控制指标。     

机场水泥混凝土道面接缝优化技术研究

接缝病害是水泥混凝土道面的主要损坏类型之一。除了飞机轮载作用和自然环境影响之外,接缝槽口的形状和尺寸对病害的形成也有一定的影响。该文基于有限元分析方法,对比研究了6种不同接缝形式下,接缝边缘位置的荷载应力和温度应力,发现接缝倒角技术能够明显改善接缝位置的应力状况。而浦东机场三跑道和虹桥机场二跑道系统的工程实践证明,接缝倒角技术不仅可以降低道面维护费用,而且还能提高道面使用的安全性和可靠性,具有明显的经济效益和社会效益。     

基于FWD传感器时间延迟的水泥混凝土路面接缝传力杆松动量预估方法研究

传力杆是水泥混凝土路面接缝保持传荷能力的重要装置,在外部环境和交通荷载重复作用下传力杆-混凝土的界面将会出现松动,且松动量将会逐步增大,从而导致水泥混凝土路面接缝的传荷能力劣化、水泥混凝土路面的服务寿命降低。现有水泥混凝土路面接缝状况主要通过传荷系数来评估,无法准确判断传力杆是否失效,然而传力杆-混凝土间的松动量能够较好地描述传力杆失效行为。因此,为了能够快速检测评估传力杆-混凝土的松动程度,文中首先依据落锤式弯沉仪FWD(Falling Weight Deflectmeter)在不同工况下的测量结果,发现FWD传感器的测量峰值间存在着一定程度的时间延迟,然后结合有限元模拟分析了传力杆-混凝土松动量不同情况下FWD冲击荷载作用下的水泥混凝土路面板力学响应,确定了传力杆松动量是引起传感器时间延迟的主要因素,由此提出了基于FWD传感器间时间延迟评估松动量的方法,最后根据现场检测结果验证了该方法的可行性。     

水泥混凝土路面接缝传荷能力的研究现状和发展趋势

接缝是水泥混凝土路面结构最薄弱的部位,其传荷能力直接影响路面结构设计和使用性能.通过广泛的资料调研和分析,在回顾有关水泥混凝土路面结构力学响应研究的基础上,对接缝传荷作用的模拟、接缝剪切刚度的确定和接缝传荷能力的评价等内容的研究现状进行了系统总结.最后指出有关接缝传荷能力研究中存在的问题和发展趋势,提出应重点考虑接缝传...     

基于FWD的水泥混凝土路面脱空与传荷作用机理动力有限元分析

采用动力有限元方法,研讨了基于FWD荷载作用下的水泥混凝土板下基础脱空与接缝传荷间的相互作用机理,以了解不同脱空尺寸和不同传荷能力对面板受力和路表各传感器弯沉盆曲线形状及弯沉盆参数的影响,为有效评定水泥混凝土路面地基脱空提供理论依据和参考。     

两款水泥混凝土路面结构有限元分析软件接缝模拟技术比较

为研究有限元软件模拟水泥混凝土路面结构接缝受力及传荷的方法,基于线性弹簧模型,文中选取KENSLABS和FEAFAA两款典型的路面结构力学分析专业软件,基于各自模拟接缝的基本原理,从接缝相关参数输入、模型计算求解和结果后处理等方面开展横向比较,依托具体算例,讨论二者计算结果的差异及原因,提出以上两款软件各自的适宜应用条件和注意事项。研究结果表明,两款软件均能较好地模拟接缝传荷,并具有各自的优势和局限。     

传力杆与混凝土界面的接触应力

为了分析水泥混凝土路面传力杆失效机理,运用有限元分析软件ANSYS,建立了接缝处设传力杆的水泥混凝土路面三维有限元模型,并对交通荷载和温度变化引起的传力杆与混凝土界面的接触应力进行了分析。结果表明:轮载或者温度变化作用下传力杆与混凝土界面存在明显应力集中现象,在传力杆顶部和底部存在压应力集中现象,在传力杆两端存在拉应力集中现象,致使界面处容易产生初始裂缝并被挤碎,传力杆松动量增大,传递荷载能力降低,甚至导致水泥混凝土路面接缝损坏。     

机场水泥混凝土道面飞机荷载影响深度分析

荷载影响深度是研究机场道面沉降的重要参数。本文采用ABAQUS有限元软件为平台,针对4C、4D和4E等级机场分别提出了相应的＂道面结构-飞机荷载＂组合形式,并借鉴公路研究思路,通过对比基础内的荷载应力与自重应力,分别采用σZ/σB=0.1和σZ/σB=0.2两种判断标准,得到了不同土质、不同等级机场条件下的基础影响深度。研究表明,不同土质对基础影响深度的影响非常小;不同等级机场的基础影响深度相差可达100%。     

机场道面"黑斑"产生机理分析

针对西北某机场混凝土道面修建后不久即出现严重的“黑斑”现象,从现场材料、施工环境和当地气候特点出发,结合混凝土耐久性整体论观点分析了“黑斑”的产生原因和机理,建立了“黑斑”劣化模型,并提出了预防措施。     

沉管隧道接头在压-扭-剪组合条件下的力学性能分析

接头是沉管隧道中最薄弱并且非常关键的部位,其力学性能直接影响整条沉管隧道的安全性与水密性。目前研究仅限于沉管接头的压缩、压弯和压剪等简单荷载工况,未对组合工况如压-扭-剪工况进行过研究。以红谷隧道工程为背景,基于三维精细化建模技术,通过有限元软件ABAQUS建立了表征沉管隧道接头性能的力学模型,并考虑不同材料的非线性本构模型,开展了沉管隧道接头在压-扭-剪组合条件下的力学性能模拟研究,并与压-剪组合条件下的力学性能进行对比了分析。通过数值模拟计算揭示了沉管接头GINA橡胶止水带超弹性材料的特性及水密性,并得到了接头在压-扭-剪组合条件下的水平荷载-位移曲线,从而获得了接头的扭剪刚度和极限承载力,表明接头在压-扭-剪工况下的抗剪强度比压-剪工况下的抗剪强度小。同时,对混凝土及钢剪力键进行局部分析,得到其在压-扭-剪组合条件下的受力特性,并预测了剪力键可能的破坏模式。研究结果可为今后沉管隧道接头设计提供参考。     

不同季节影响下复合道面力学响应分析

为了研究复合道面在不同季节时的力学响应，以中原地区某机场改造项目为项目背景，借助三维有限元软件，建立了道面有限元模型，分析了复合道面在温度影响下的力学响应，并与机场监测数据进行对比，验证了模型的准确性。研究发现：大气温度所能影响的道面深度范围在0.56 m以内，和大气温度相比，道面面层温度峰值远大于气温峰值；道面内部不同结构层之间温度变化趋势相同，随着道面深度的加深，温度峰值逐渐递减，并且出现时间具有延迟现象；在不同季节，道面在相同机型作用下所产生的变形不同，说明温度对于道面的受力是有影响的，其中混凝土层在冬季时所产生的应变值比夏季所产生的减少约74%，变化比较明显。     

车辆荷载作用下沥青混凝土路面结构的应力响应分析

借助大型有限元软件ABAQUS,运用三维动力有限元的方法,建立了移动荷载作用下基于土基横观各向同性的沥青混凝土路面结构的三维仿真模型,并编制了Dload和Utracload子程序来施加移动荷载.通过有限元Standard计算模块,分析和比较了移动荷载下车辆正常行驶、减速和加速情况时路面结构内部应力响应规律.分析结果表明...     

装配式水泥混凝土道面在机场抢修中的应用

水泥道面是国内机场应用最为广泛的道面类型，随着大量机场水泥道面进入维护期，水泥道面损坏后修复困难的问题也越来越凸显。装配式水泥混凝土道面具有“集中预制、分散安装”的特点，具有快速、环境能力适应强、经济的优点，是现有水泥道面维护的良好解决方案。现调研了国内外装配式水泥混凝土道面技术的研究现状，介绍了在浦东机场、伊春机场的成功应用案例；指出了应用在机场道面抢修的主要施工工艺和技术要求，提出了装配式水泥道面技术难点在于保证板底的充分填充、道面接缝传力的恢复和道面表面的平整度；经分析认为开发相应的专用设备、实现道面技术的工业化方可解决装配式水泥混凝土道面技术实施的难题。     

注浆处置机场水泥混凝土道面严重错台技术研究

错台是机场水泥混凝土道面常见的病害,影响飞机通行舒适性,严重时甚至对飞机行驶构成安全隐患。上海某机场在我国首次采用注浆大范围精确抬升道面板块以消除道面错台,工程涉及到精确抬升控制和不停航施工安全控制,工程难度大。分析了该工程注浆方案中的关键技术参数确定方法,包括推导了最小注浆压力计算公式、浆液扩散半径计算方法、注浆深度和控制指标选取,以及监测方案制定等。借助有限元软件,通过数值模拟,分析了抬升过程中的道面受力状态是安全可控的。该工程的研究成果可以作为我国机场和公路行业其他类似工程提供技术依据和参考。     

机场道面再生混凝土研究应用现状与发展

在对国内外再生混凝土研究应用现状进行分析的基础上,提出了在机场道面工程中应用再生混凝土的可行性。针对再生骨料的特点,提出了配制机场道面再生混凝土的技术路线、机理与研究方向,为在机场道面工程中研究、配制并铺筑高性能再生混凝土道面提供参考。     

基于ABAQUS的港口刚性道面结构三维空间有限元分析

基于ABAQUS有限元软件,在Winkler地基上建立四边自由的集装箱荷载-道面结构-地基三维有限元双层板模型,进行了混凝土道面结构在集装箱重箱荷载作用下的力学响应模拟,分析了板中与板边受力条件下的刚性板的应力特性;根据道面结构层间接触的特点,考虑了双层板模型中层间相互联结与光滑无摩阻两种接触情况,对比分析了两种接触状态下混凝土板的应力特性;基于不同地基反力系数,进行了道面结构力学响应模拟,分析了地基反力系数对混凝土道面结构刚性板的弯拉应力的影响,为实际设计中节省工程材料,降低混凝土弯拉应力提供参考。