水泥混凝土轮迹路面结构受力分析

水泥混凝土轮迹路面板底拉应力严重影响其使用寿命,采用有限元数值模拟技术对板底拉应力分布进行了分析。首先通过对比七种荷位下的板底最大拉应力,确定了水泥混凝土轮迹路面的临界荷位。以此为基础,分析了基层厚度、土基模量、面层与基层模量、板宽、板长及板厚对轮迹板底拉应力的影响规律。在综合考虑地区特点与造价的基础上,固定基层厚度、土基模量、面层模量与板宽后,对板长、板厚与基层模量进行合理的设计与施工将可以有效降低轮迹板底最大拉应力。     

水泥混凝土加铺层贫混凝土基层荷载应力分析

为了分析贫混凝土基层水泥混凝土路面结构的基层和新铺水泥混凝土板的应力情况,以清远~连州一级公路为依托,通过三维有限元分析方法,分析了贫混凝土基层模量、贫混凝土基层厚度、原路面作底基层后的等效厚度和模量以及荷载大小等对新水泥混凝土板和贫混凝土基层板荷载应力的影响。路面结构计算与分析表明:随贫混凝土基层模量的增加,贫混凝土基层板底拉应力逐渐增大,新板板底拉应力逐渐减小;贫混凝土板厚变化在允许的范围内,并不影响按平均板厚计算得到的荷载应力值,设计时可按照平均厚度计算;底基层等效厚度和模量的变化对新加铺水泥混凝土板底部拉应力的影响不显著;荷载的增加是造成荷载应力增加的重要因素,故必须严格控制超载现象。     

提高水泥混凝土路面结构承载能力的机理研究

针对多数水泥混凝土路面无法实现设计使用寿命,易发生早期破坏的现状,文章运用力学原理和有限元方法分析了水泥混凝土路面板弹性模量、路面板厚度以及路面基层顶面当量回弹模量对路面板中应力和应力变化率的影响。分析结果认为,由于路面板与基层材料间刚度的巨大差异,增加路面基层顶面当量回弹模量并不能有效降低路面板中的应力水平。在此基础上,本研究还进行了增强基础与增加板厚的经济效果比较。研究结果指出,就降低荷载引起的板中应力而言,适当增加板厚比增强基础效果更加显著,经济效果更加明显。这些研究成果对于设计长寿命、高承载能力水泥混凝土路面具有重要指导意义。     

水泥混凝土路面三维尺寸分析

该文利用有限元软件Ansys,通过建立模型,分析平面板尺寸、板厚、面板弹性模量、层间接触条件、基层厚度及模量等因素对水泥混凝土路面荷载应力和温度应力的影响,同时考虑荷载应力和温度翘曲应力叠加后的综合应力对水泥路面板三维尺寸的效应的影响,初步得出水泥混凝土路面板合理的三维尺寸.     

基于路基路面协调变形的水泥混凝土路面设计研究

采基于路基路面协调变形,建立三维有限元分析模型,并对典型水泥混凝土路面结构的荷载应力进行计算。采用正交试验设计的方法对路面设计参数进行组合,系统分析了设计参数对路基路面应力响应的影响。结果表明,对于水泥混凝土路面,在路面设计参数中,仅有路基回弹模量对路面板拉应力与面层板厚度对路基应力具有显著影响。因此,可将路面厚度和路基回弹模量设计作为水泥混凝土路面设计重点。基于不同路面板厚度下路基工作区深度,可将交通荷载影响区加深至1．5m。基于不同路面板厚度、路基回弹模量和不同轴载对水泥混凝土路面板疲劳寿命影响规律,在重载交通条件下,应该增加路面厚度和增强路基。考虑经济因素并结合以上分析,建议水泥混凝土路面厚度宜取28—30cm,路基回弹模量宜介于40-80MPa之间。     

基于ABAQUS板底脱空处治前后水泥板力学行为分析

为了分析水泥混凝土路面板底脱空在压浆处治后的力学行为,建立了ABAQUS三维有限元模型,对比分析了基于脱空及处治半径,脱空及处治深度,基层及压浆模量在压浆处治前后水泥面板弯拉应力和挠度的变化。结果表明:处治半径在[400,600]mm时对路面结构影响较大。加入压浆材料后,与处治前相比,挠度减幅超过55%。脱空深度为[5,10]mm时进行处治效果较好,且不同的脱空深度宜选用不同的压浆材料。当处治厚度较小时,处治厚度对水泥面板影响较大,但当处治半径较小时,则处治半径对水泥面板影响占据主导地位。压浆模量在[100,500]MPa范围内对水泥面板的弯拉应力和挠度影响大,但压浆模量不宜与基层模量相差过大,模量差控制在1 000 MPa以内是合适的。     

设置加厚级配碎石底基层的路面结构荷载应力分析

运用ANSYS软件对设置半刚性底基层和设置不同厚度的级配碎石底基层的路面结构进行了数值分析,通过对路基不同位置产生不均匀沉降的模拟,计算分析了水泥混凝土路面结构的应力变化情况.分析结果表明,加厚的级配碎石底基层路面结构可有效地减小水泥混凝土路面板的荷载应力.在试验研究和理论分析的基础上,提出了柔性粒料底基层或垫层的合理厚度.     

水泥混凝土面板脱空的有限元模型分析研究

水泥混凝土路面在实际使用过程中,由于车辆荷载的重复作用,板下基础将产生塑性变形累积而导致面层脱空,地面水沿着接缝下渗而积聚在脱空的空隙内,在车轮荷载作用下变成压力水而形成唧泥,导致水泥混凝土面板局部脱空而产生附加应力,在行车荷载作用下,面层应力将会剧增,从而导致水泥混凝土面板的断裂.通过数值分析对路面板角脱空形成机理以及在行车荷载与脱空耦合导致面层板的断裂机理进行分析,同时讨论了路面厚度、路基土和基层模量变化对路面结构的应力状态的影响.     

设置层间功能层的刚性基层水泥混凝土路面动态响应灰关联分析

针对我国水泥混凝土路面设计与施工中很少关注在刚性基层和水泥混凝土面层之间设置功能层等相关问题,通过动态分析有限元方法,揭示了设置功能层的刚性基层水泥混凝土路面结构在车辆动态荷载作用下,各因素对力学响应的影响程度.并采用灰色关联分析,对各因素的影响程度进行了定量分析.结果表明:对路面结构力学响应的影响顺序依次为面层厚度＞基层厚度＞面层模量＞功能层模量＞基层模量＞功能层厚度＞地基模量＞行车速度,最后通过回归分析得到了路面结构力学响应的计算公式.     

基于旧路面破碎效果的加铺层结构荷载适应性研究

为了探索旧水泥混凝土板破碎后的模量变异性对路面加铺结构承载力的影响规律,构建了路面加铺层结构及水泥混凝土路面破碎层和基层的有限元数值模型,分析了旧水泥路面不同破碎效果下加铺层结构路面弯沉、层底拉应力和面层最大剪应力的变化规律。结果表明:破碎混凝土板顶面回弹模量大于250MPa时加铺层厚度可适当减小,破碎混凝土板顶面回弹模量在170～250MPa之间时应增大加铺层厚度,破碎混凝土板顶面回弹模量小于170 MPa时应增加基层厚度,提高加铺层承载力。     

公路隧道水泥路面板底脱空有限元分析

建立了公路隧道水泥路面板底脱空结构的三维有限元分析模型,在单轴双轮荷载作用下,对由于板底脱空产生断裂情况下板角顶面最大拉应力和最大竖向位移进行了分析。通过讨论脱空宽度、面板厚度、轴载、基层模量以及基岩模量对板顶最大拉应力和竖向位移的影响,得出脱空宽度、面板厚度和轴载对板角顶面最大拉应力的影响较大,而各个因素对板角顶面最大竖向位移的影响程度差别不大。板角出现脱空时,重载是造成路面损坏的主要原因,通过增加面板的厚度和接缝设置传力杆可以有效防止路面板由于板底脱空造成的损坏。     

水中承台吊模施工

水中的大中型承台施工,是桥梁施工中的难点,该文通过施工实例,介绍了水中承台吊模法施工工艺及模板的设计与验算等,可供类似工程参考。     

柔性基础复合地基沉降计算

柔性基础下复合地基的沉降计算一直较难确定.利用Mindlin解与Boussinesq解联合求解柔性基础下复合地基的附加应力,并利用Vesic小孔扩张理论计算桩体刺入柔性基础的量,后对分层总和法求得的沉降进行修正,可以得到与实测接近的沉降计算值.     

小尺寸薄水泥混凝土路面板应力监测及经济效果分析

通过数值模拟、应力监测等方法对小尺寸薄混凝土路面板板底综合应力与其尺寸的关系进行研究,以期达到铺筑小尺寸混凝土路面减小混凝土面板厚度、节约工程造价的目的。同时,对各方案进行经济效益分析。     

超厚水泥稳定土基层铺筑施工工艺及质量控制

高等级公路路面基层大多采用水泥稳定土基层,厚度大于30cm,按照规范要求应进行分层铺筑。通过改进施工设备、优化施工工艺,1层铺筑较分层铺筑节约了施工成本,提高了施工工效,大大改善了基层的整体强度,具有很大的推广运用价值。     

岩溶地区嵌岩桩安全性理论分析与应用

在岩溶地区进行嵌岩桩设计时,应选择具有一定安全厚度的基岩作持力层。基于溶洞顶板均质、各项同性等基本假定,根据桩端直径与桩底溶洞大小、类型,模拟外荷载作用下混凝土板受力变形破坏特征,并对溶洞基岩顶板进行简化分析,得到各种状况下的岩溶顶板安全厚度与桩端应力值、岩石单轴抗压强度、溶洞类型与大小等相关数学表达式。该式简单、直观,较全面反映了影响溶洞顶板安全厚度的各种因素,并得到实际工程验证。     

双层钢筋混凝土路面荷载应力分析

运用ANSYS有限元软件对双层钢筋混凝土路面结构进行钢筋和混凝土分离式建模,建立三维有限元模型,分析钢筋混凝土路面的荷载应力．分析了板的平面尺寸、配筋率和钢筋位置等参数变化对路面结构应力的影响。结果表明．钢筋混凝土路面板板底应力随面板厚度的增加而变小,随板长的增加而变大。在路面厚度一定,满足保护层厚度的前提下．尽量增大钢筋网纵向间距会明显降低板底的拉应力。     

移动荷载作用下公路隧道水泥路面结构力学分析

建立了公路隧道水泥混凝土路面结构的三维有限元分析模型,运用桥梁工程中影响线求法中移动布载方式模拟车辆荷载在路面上真实的运动情况。讨论了不同荷载速度、不同基层模量和基岩模量对轴载移动到板中时板顶最大竖向位移和板底最大拉应力的影响。通过比较动态荷载与静止荷载作用下板底拉应力值和板顶竖向位移值得出,对于公路隧道基岩强度比较大的情况,板底应力动载系数近似为0.5,路表弯沉动载系数近似为1.0。     

混凝土路面几何因素对应力的影响分析

对正、斜交混凝土路面板荷载应力进行了对比分析，并对路面板板长，板厚的变化对荷载应力，温度应力及接缝传荷能力的影响进行了分析，认为混凝土路面板的几何尺寸设置得当，将可改善混凝土路面板的工作状况，减少混凝土路面板由于所受应力过大而产生的断裂破坏。