基于粗糙集的传力杆接缝水泥道面力学响应影响因素分析

为明晰多因素对传力杆接缝形式的水泥道面结构响应的影响以及优化传力杆系统的设置,将传力杆尺寸、布设间距、空间偏移量、混凝土对传力杆的支撑、约束模量等因子的水平以及通过有限元方法计算出的道面板板底应力、接缝应力传荷系数(LTEσ)、传力杆内力等结果的水平离散化,利用粗糙集算法,对影响道面结构响应的诸多因子水平进行约简,计算条件属性对决策属性的重要度以及决策属性对于条件属性值的隶属度。结果表明:传力杆水平偏角对道面板板底最大拉应力影响最为显著,应力水平随偏角增大而提高;应力传荷系数对传力杆竖向偏移最为敏感,且越接近板底,接缝的传荷能力越大;传力杆间距对所有力学响应均有较大影响,过大的间距会导致道面性能不良。     

镐头机拆除刚性道面动力损伤分析

为合理确定刚性道面的拆除工艺参数,采用ABAQUS软件,建立了刚性道面的实体有限元模型,对镐头机钎杆半正弦波冲击荷载作用初期刚性道面的动态响应进行了模拟,系统分析了镐头机荷载参数和道面结构参数对刚性道面竖向位移和板底拉应力响应的影响规律.模拟结果表明:镐头机冲击荷载的大小及其作用位置对刚性道面动态响应有显著影响;板底最大拉应力受面层厚度影响较大,而道面竖向位移对面层厚度变化不敏感.在算例条件下,当接缝传荷能力小于80%时,结构动态响应才发生显著变化;为减小对保留板的动力损伤,拆除板板边30 cm范围内不宜使用镐头机拆除.      

基于ABAQUS的机场刚性道面结构有限元模型

应用有限元软件ABAQUS对Winkler地基上四边自由单块板在飞机轮载作用下的应力和挠度的收敛性进行了分析,确定了有限元模型应采用的单元类型、网格密度和平面尺寸.按照贡献面积刚度分配原则,通过在相邻混凝土板侧面的对应结点设置弹簧单元,模拟接缝集料嵌锁或传力杆的传荷作用,建立了板-接缝-基础道面结构体系3D有限元模型,并对比分析了有限元模型计算的接缝传荷系数与已有回归模型的预估结果.比较结果表明:在基于ABAQUS的刚性道面有限元模型中,考虑层间接触时,各结构层宜采用二次积分单元C3D27或C3D27R,相应的单元尺寸应不超过板厚的1/2,模型的平面尺寸需大于4倍相对刚度半径,接缝传荷作用可采用弹簧单元SPRING2进行模拟,接缝刚度可按照结点贡献面积进行分配.     

密布弹簧单元支承模型的水泥混凝土路面板脱空分析

该文对传统块状地基模型进行改进,采用ANSYS建立密布弹簧单元支承的水泥混凝土路面板模型,假设路面板下地基局部脱空和地基初始反应模量不均匀下降,对不同脱空位置和脱空面积下路面板应力应变的变化进行分析。分析得出:当重载作用时,随着脱空区域的扩大,路面板的竖向弯沉及拉应力均会出现不同程度的增加,板角脱空时比板边脱空时的情况更加敏感,板角脱空时路面板的最大拉应力更容易突破极限抗拉强度。     

刚性路面传力杆接缝传荷能力评价新方法

在考虑传力杆松动量的基础上,建立了重复荷载作用下刚性路面传力杆接缝模型,提出了以第一传荷状态临界荷载为特征的传荷能力评价指标和方法,研究了荷载大小、荷载作用位置及传力杆松动量对传力杆接缝传荷能力的影响,分析了重复荷载作用下弯沉传荷系数指标的适用性,并与考虑传力杆松动量的接缝传荷能力指标进行了对比研究。发现重复荷载作用下,接缝两侧的荷载-弯沉关系曲线具有分段线性的特征,存在多级传荷状态临界荷载,实测与计算第一传荷状态临界荷载误差仅为4.2%;重复荷载作用4×104次后,弯沉传荷系数变化范围为57.3%~71.5%,而考虑传力杆松动量的传荷能力为0~51.9%。结果表明考虑松动量影响的传力杆接缝力学模型是可靠的,以第一传荷状态临界荷载为特征的传荷能力评价指标和方法,能够反映刚性路面传力杆接缝的实际传荷状况,是评价其传荷能力的有效方法。     

机场水泥道面切缝倒角应力分析

为比较机场刚性道面切缝槽口不同倒角形状对减小应力集中的效果,评估倒角工艺对道面功能性能的影响,运用ANSYS分析软件建立道面板切缝位置有限元模型,在道面接缝节点间分别设梁单元和弹簧单元模拟接缝传荷作用,以Boeing777作为荷载机型,对6种不同倒角形式切缝边缘位置的荷载应力和温度应力进行对比分析,并通过现场试验对道面的平整度和摩擦系数进行测试。分析结果表明:各种切缝形式均能明显改善切缝位置的应力状况,距离切缝愈近位置,改善程度愈明显,不同切缝形式对减小应力集中的程度相差较大,其中半径为6mm的圆弧倒角效果最佳;各种切缝构造对道面平整度和摩擦系数的影响较小,均满足技术要求。     

Winkler地基上机场刚性道面接缝传荷能力评价模型

基于Winkler地基模型,应用ABAQUS有限元软件,按照"贡献面积"刚度分配原则,通过在相邻混凝土板侧面的对应结点设置弹簧单元,建立了考虑接缝传荷能力的机场刚性道面三维有限元分析模型.应用该模型,针对不同地基强度上的典型道面结构,分析了重型落锤式弯沉仪(HWD)承载板、单轴双轮和双轴双轮三种荷载形式作用在接缝一侧板...     

各类水泥混凝土路面的适用场合及结构特点

素混凝土（普通混凝土）路面 所谓素混凝土路面,是指除接缝区（有时设传荷装置）和局部范围（如阳水井盖周围或面角隅处等）外均不配钢筋的混凝土的路面。混凝土面板的弯拉强度应满足设计要求,因此,混凝土材料组成、配合比设计,必须符合板的弯拉强度要求。混凝土表面应平整、耐磨、抗滑。     

滚动动力弯沉仪在混凝土路面检测维修中的应用分析

时国外路面无损检测新技术——滚动动力弯沉仪,及其在混凝土路面维修检测中的应用进行简要介绍,并通过对比分析弯沉在混凝土路面面板上的变化规律来判断路基的承载力、接缝的传荷能力和板下脱空,以期为同行提供参考。     

加铺沥青层的旧混凝土路面结构参数调查与评定

以旧混凝土路面上加铺沥青层这个工程实例为依托,对旧混凝土路面接缝传荷能力,脱空板现象,旧水泥混凝土板的厚度,旧水泥混凝土板的强度,弯沉及弯沉差进行了调查评定,进而得出旧水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量测试方法。     

多锤头破碎机作用下的路面受力分析

碎石化技术是利用多锤头破碎机(MHB)对旧水泥路面进行改建的一种技术,采用ABAQUS有限元软件,对MHB作用下的路面进行受力分析,并分析了落锤高度、基层类型、垫层类型和路基模量对路面弯拉应力和弯沉的影响。研究结果表明:落锤高度对路面纵、横向弯拉应力均有较大程度的影响,基层类型、垫层类型和路基模量对路面横向弯拉应力影响较大,对路面纵向弯拉应力影响不大;MHB作用下,落锤高度、基层类型、垫层类型和路基模量均对板顶弯沉影响较大,实际施工中应根据路面和路基情况选择合适的落锤高度。     

复合式碾压混凝土路面荷载应力分析

采用ANSYS三维有限元分析技术,建立弹性地基上双层板三维路面结构模型,对复合式碾压混凝土路面结构进行了多种因素影响下的路面荷载应力分析,包括基层和面层的层间接触状况分析,临界荷位分析,碾压混凝土面层的模量和厚度、水泥稳定碎石基层的模量和厚度、以及路基的模量等因素对板底弯拉应力的影响分析,以试验路的荷载应力、温度应力理论计算以及回弹弯沉实测结果,作为路面典型结构的路用性能参考。     

复合式碾压混凝土路面荷载应力分析

采用ANSYS三维有限元分析技术,建立弹性地基上双层板三维路面结构模型,对复合式碾压混凝土路面结构进行了多种因素影响下的路面荷载应力分析,包括基层和面层的层间接触状况分析,临界荷位分析,碾压混凝土面层的模量和厚度、水泥稳定碎石基层的模量和厚度、以及路基的模量等因素对板底弯拉应力的影响分析,以试验路的荷载应力、温度应力理论计算以及回弹弯沉实测结果,作为路面典型结构的路用性能参考。     

滚动动力弯沉仪在混凝土路面检测维修中的应用分析

对国外路面无损检测新技术--滚动动力弯沉仪,及其在混凝土路面维修检测中的应用进行简要介绍,并通过对比分析弯沉在混凝土路面面板上的变化规律来判断路基的承载力、接缝的传荷能力和板下脱空,以期为同行提供参考.     

西南某机场水泥混凝土道面板应力计算分析

为了对西南某机场水泥混凝土道面板进行应力分析,通过现场钻芯取样和劈裂实验得出劈裂强度值和基层顶面反应模量。应用ANSYS软件建立三维有限元模型,计算不同飞机荷载作用下的板边应力。由应力折减系数得出板边计算应力,判断道面能够运行的最大飞机重量。比较板边自由与不自由两种状态下道面产生的应力和位移,发现高温作用下道面的受力变化与低温状态下不同,对机场道面在夏季和冬季运行时提出建议。     

基于基床温度的水泥路面早龄期应力强度比分析

为探究板基床温度对水泥混凝土路面早龄期开裂的影响,在相同施工环境条件下向温度分别为10,15,20,25,30,35℃的基床上铺筑水泥混凝土面层,基于Hiperpav软件,分别测算铺筑72 h内路面板弯拉强度和最大主应力的发展规律,并比较其开裂风险。结果表明:基床温度越高,路面板弯拉强度形成越快,结构应力出现越早,且强度和应力均大于基床温度较低时,因此应选择基床温度较低时铺筑水泥混凝土面层;面层浇筑后的48 h内,基床温度差异对路面板结构应力的影响远大于弯拉强度,因此应重视该时段的外部养生,以降低基床温度高引起的开裂风险;面层混凝土终凝时,应力强度比达到第一次峰值,之后,环境温度逐渐取代基床温度成为影响强度应力比的主导因素,因此针对基床温度差异引起的开裂,其控制措施应在终凝前施加。     

飞机主起落架构型对道面力学响应的影响

为给飞机和跑道的优化设计提供参考和理论依据,基于弹性层状体系理论,建立了水泥混凝土跑道的三维有限元模型;选取了2组荷载水平相当、主起落架构型差异明显的飞机,对比分析了飞机主起落架构型变化对跑道全宽度位移、应变、板底拉应力以及土基响应深度的影响.模拟结果表明:当荷载相同时,主起落架上机轮总数越多,水泥混凝土道面板位移峰值、板底最大拉应力越小,起落架构型差异导致的道面板位移峰值相差13%左右,板底拉应力相差达35%;起落架间距越小,荷载作用区位移曲线越平缓,荷载作用区拉应变越小,土基响应深度越大,起落架构型变化导致的荷载作用区拉应变相差12%,土基响应深度相差14%;主起落架构型变化对距离荷载作用位置较远区域的竖向位移基本无影响.      

传力杆对水泥混凝土路面的影响

针对水泥混凝土路面常见的破坏形式,在路面接缝处设置长度为0. 41m的传力杆,通过模拟水泥混凝土路面设置传力杆与不设置传力杆,研究路面受荷板与相邻不受荷板在受力与竖向位移上的区别。结果表明:在标准轴载作用下,设置传力杆能够减小约受荷载板14%的竖向位移、10%的层底最大压应力,能够减小荷载作用的影响范围的大小;未受荷板能够有效地接收到相邻受荷板传递的力,而引起自身竖向位移以及应力变化;设置传力杆后,随着荷载的增大,相邻未受荷板的压应力、竖向位移均随着荷载的增加呈线性增加,可见传力杆对水泥混凝土路面板分散受力有积极作用。     

基层设计参数对路面结构力学性能的影响研究

以路表弯沉、基层层底拉应力、底基层层底拉应力为考核指标,以基层厚度、模量和底基层模量为考核因素,采用正交方法进行路面结构组合设计。针对每种路面组合结构,利用有限元软件建立模型进行力学计算并得出结论：基层厚度越大,路面力学性能越好;三个因素对路表弯沉和基层层底拉应力的影响排序为基层厚度〉基层模量〉底基层模量,对底基层层底拉应力的影响排序为基层厚度〉底基层模量〉基层模量。经综合考虑可得到每个设计参数的最优取值。     

土基模量对沥青混凝土路面的力学响应的影响

采用基于多层弹性层状体系理论的路面结构分析软件BISAR3.0,对我国典型的半刚性路面结构的路表和路基顶面弯沉、面层和基层层底拉应力及路基顶压应变进行计算分析。结果表明,土基模量对半刚性基层层底拉应力较面层层底拉应力影响较大,起主要控制作用;并且随着土基模量的增加,路面结构层的力学性都能得到明显改善。