多孔混凝土基层荷载应力有限元模拟计算

由于多孔混凝土低抗折强度、较低弯拉模量和大于常规厚度,使得计算参数不符合现有混凝土板荷载应力计算规范.通过对多孔混凝土基层结构道路的有限元模拟,针对不同路面结构材料因素条件,计算了多孔混凝土基层的荷载应力,同时分析了这些因素对基层荷载应力的影响趋势.     

水泥混凝土路面板硬化过程中温度分布实测与模拟

首先对水泥混凝土路面板在硬化过程中的温度分布进行实测;然后针对水泥混凝土路面硬化过程中的特征,调查研究水化热、热交换和气象环境因素3个方面的模型并选取相关参数,对路面板内硬化过程中的温度分布进行数值模拟.在温度场计算中,根据道路结构和热传导类型划分节点,采用有限差分法求解热传导微分方程,并利用Crank-Nicolson格式建立起相邻时间层、相邻节点之间的温度数值关系式.模拟温度值与实测温度值的对比表明,模拟结果较为准确,能够反映现场实际因素对路面板内温度变化的影响作用.本文建立的水化模型和路面板温度场预测模型对水泥混凝土材料具有普遍适用性,编制的数值模拟程序可以为水泥混凝土路面温度场及温度应力的进一步研究提供可靠依据.     

多孔改性混凝土复合式路面温度场数值分析

针对PMCCP同普通混凝土路面在温度应力状况上的差异而导致普通混凝土路面结构设计方法对PMCCP并不适用的问题,有必要对PMCCP温度场数值进行分析。依托河北省的气温特征及参数的选择情况,借助有限元软件ANSYS对PMCCP温度场分布状况及PMCCP板内温度梯度的变化进行分析,并从路面结构方面入手,研究温度梯度相应的特征。在此基础上,确定了PMCCP温度场分布特征,明确了温度应力计算的最不利情况,进而分析了沥青层厚度、PMC板厚对PMC温度梯度的影响,为PMCCP结构设计提供依据。     

热物理性质对多孔水泥混凝土温度的作用分析

多孔水泥混凝土粗糙的表面、联通的孔隙使其热物理性质与普通水泥混凝土存在显著差异。为掌握热物理性质对多孔水泥混凝土温度变化的作用规律，对其进行温度监测试验并根据试验结果进行无量纲化计算分析。结果表明：反射率对多孔水泥混凝土路面表面最高温度的降低有最大的积极作用。辐射率对多孔水泥混凝土路面表面最低温度的降低有最大的积极作用。辐射率对多孔水泥混凝土路面内部最高温度和最低温度的下降影响最大。相同条件下，增大多孔水泥混凝土路面的反射率和辐射率，可降低其表面和内部的温度。     

沥青路面温度场影响因素分析

为分析温度场对沥青路面的影响,依托新郑高速的气温数据,采用ABAQUS有限元分析软件,建立了夏季沥青路面温度场模型,研究了路面结构深度与太阳辐射时间对路面温度场的影响,通过变化材料热物理参数研究路面温度场随材料热物理参数变化的规律。结果表明:路面结构对环境温度的变化有消减作用;路面结构内部温度响应受环境温度影响,同时具有衰减性与滞后性;路面温度随导热系数、比热容的增大而降低,却随导温系数的增大而升高;材料热物理参数中导温系数对路面温度场的影响最大,比热容的影响最小,导热系数介于中间。     

城市地下道路温度场分布特性研究

连续配筋混凝土板基层加铺沥青混凝土面层的复合式路面结构被广泛用来作为城市地下道路长寿命路面结构使用,而连续配筋混凝土板对温度应力敏感度高。文中通过实时监测研究了城市地下道路温度场空间分布特性和时间分布特性,借助有限元分析软件,研究了地下道路面层、基层的温度应力分布规律。发现城市地下道路结构层厚度对温度应力影响较大,通过合理设计城市地下道路结构层厚度组合,可以有效降低结构内温度应力。     

温度场作用下大跨混凝土箱梁横向分析

为研究温度效应对大跨度混凝土结构受力的影响,结合某铁路特大桥实际工程,建立了混凝土箱梁的热-结构耦合分析三维有限元模型,分析了在温度场作用下混凝土箱梁的应力分布规律以及温度场变化对横向分析结果带来的影响.     

沥青混凝土温度应力影响因素分析

通过试验路观测沥青道路结构内实际温度值,总结道路结构内实际温度分布情况及变化规律。在此基础上建立低温下沥青混凝土道路热—结构耦合三维有限元模型,分析降温幅度、沥青面层及基层参数对沥青混凝土路面温度应力的影响规律。此外,还考虑了沥青面层与基层间的接触状况对温度应力的影响。结果表明:降温幅度的变化对道路结构内所引起的温度应力产生的影响最大;沥青面层模量及面层温缩系数的变化对结构内的温度应力影响较大;而沥青面层厚度、基层厚度及基层模量的变化对结构内的温度应力影响都有限,当这些参数值发生变化时,温度应力基本保持不变;层间接触状态的变化对路面结构的力学响应有一定的影响,特别是层间接触状态不同的接触界面。     

多孔混凝土疲劳对比试验研究

多孔混凝土作为道路结构基层,具有优良的排水性能。本文在改性多孔混凝土小梁室内疲劳试验的基础上,分析疲劳寿命试验数据的概率分布,证实多孔混凝土疲劳寿命服从双参数的威尔布分布,并建立了不同应力水平条件下的疲劳方程。通过与其他材料的对比,得出添加剂和用水量对多孔混凝土疲劳寿命有决定性影响。     

早龄期混凝土箱梁温度场分析

混凝土水化热引起的温度效应是导致混凝土箱梁早期发生开裂的主要原因之一,严重影响施工质量,成为困扰土木技术人员的难题。为此,对某大桥进行温度场试验,基于箱梁混凝土热传导理论,利用有限元数值分析软件ANSYS,建立该大桥混凝土箱梁块水化热分析的有限元数值模型,对该混凝土箱梁结构的水化热温度场产生的过程进行数值分析,并将仿真分析结果和现场实测数据进行对比,研究早期混凝土箱梁的温度场分布及其时变特点。研究结果表明,采取正确的热学参数,混凝土箱梁温度场有限元数值仿真能准确模拟混凝土箱梁水化热现场试验温度场的分布和发展过程。混凝土箱梁结构的水化热温度梯度规律明显,减小混凝土箱梁内外温度梯度是降低混凝土箱梁早期裂缝的关键。底板中部的温度高于靠近表面位置的达23. 1℃,这是因为底板厚度较大,水化热不宜扩散,因此在混凝土养护过程中要更加注意底板等大尺寸部位的散热。研究结果为混凝土箱梁结构的温度场分析方法提供理论依据,便于准确掌握混凝土箱梁的温度应力,明确受温度效应影响最大的位置,为施工过程中的混凝土箱梁的温度控制提供参考和借鉴。     

旧沥青混凝土路面加铺水泥混凝土层路面结构温度应力分析

目前,国内外对普通水泥混凝土路面的温度应力进行了深入的研究,但对旧沥青混凝土路面上加铺水泥混凝土层路面结构温度应力研究尚未开展。根据路面温度应力的计算原理,以通用有限元软件ANSYS为基础,采用三维有限元法,对旧沥青混凝土路面上加铺水泥混凝土层路面结构的温度应力进行分析,探讨了加铺层路面结构层参数对温度应力的影响规律,为寻求加铺层结构设计方法提供理论基础及依据。     

承台大体积混凝土水化热及温度控制措施研究

为研究大体积混凝土水化热温度场的分布规律,了解冷却水管的具体降温效果以及相关参数对降温效果的影响,以某大跨桥梁大体积混凝土承台为工程背景,采用有限元方法建立承台实体模型,模拟混凝土水化热温度场,分析冷却水管的质量流率和初始温度等参数对混凝土水化热温度场的影响。结果表明:混凝土浇筑后的水化热温度场总体呈现出先升后降的趋势,一般浇筑后2~3d达到温度峰值;布置冷却水管后,混凝土水化热的温度峰值降低了7%~31%,混凝土内总热量减少了约50%;改变冷却水管的质量流率对水化热温度场升温阶段的影响很小,对降温阶段的影响比升温阶段有所增大;降低冷却水初始温度可以加快水化热冷却速率,实际工程中,不必将冷却水温降得过低,保持在环境温度左右即可达到良好的冷却效果。     

福建省水泥混凝土路面结构温度场监测试验研究

水泥混凝土路面性能显著受到温度应力影响。我国地大物博,各地区气候不同,路面结构亦有差别,为准确了解本地水泥混凝土路面结构的受力性能,针对具体结构进行区域温度场和温度应力研究是十分必要的。以福建省南平市、福州市两地水泥混凝土路面结构为研究实体,进行了3个不利季节的现场温度场监测,并得到相关的重要实测数据。阐述了试验路段温度场的具体监测方案,包括温度传感器和自动气象站的布置、埋设,以及现场观测程序等。基于测试数据处理,分析了贫水泥混凝土基层和冲击压实破碎水泥混凝土板作垫层的两种水泥混凝土路面结构温度场、温度梯度的分布特性。校验了目前常用的一维温度场和二维温度场的适用性,得到一些有意义结论,为水泥混凝土路面温度场及温度应力深入研究提供了试验依据。     

寒区隧道温度场测试及其影响因素的正交试验

为探究多年冻土及季节性冻土区隧道环境及围岩温度的分布规律及其影响因素,依托吉林省图珲高速公路东南里隧道工程,现场开展隧道洞外、洞内气温测试及围岩温度测试,采用三角函数对温度测试结果进行拟合;通过ANSYS建立数值模型,对年平均气温、年温度振幅、隧道埋深和围岩的热物理参数及对流换热系数等温度场影响因素进行了正交试验。研究结果表明,隧道内气温随着距洞口距离的增大而增加,隧道洞口最大冻结深度不超过2.4m,隧道内温度及围岩温度随着时间的变化规律大致符合正弦曲线;年平均气温、年温度振幅、隧道埋深是隧道温度场的主要影响因素,而围岩的热物理参数是隧道温度场的次要影响因素。     

复合式路面温度场分布与温度应力分析

PCC AC复合式路面是一种“刚柔相济”的路面结构形式。沥青混凝土上面层的存在,使得PCC AC复合式路面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,并且沥青混凝土层厚度的大小直接影响水泥混凝土板的温度应力的大小。结合尉氏~许昌高速公路项目的实施,重点分析了PCC AC复合式路面的温度场分布与温度应力。     

苏通大桥辅桥箱梁节段水化热效应的仿真分析

结合实际工程,分析了大体积混凝土水化热是使其表面产生裂缝的主要原因之一。采用三维瞬态温度场理论,利用有限元程序ANSYS对苏通大桥连续刚构墩顶现浇块的水化热效应进行了数值模拟,分析了箱梁水化热温度场和应力场的分布规律。结果表明,水化热引起的温度应力使底板内外表面受拉,混凝土内部受压,这样的温度应力是自平衡的。水化热效应引起的早期温度应力是不容忽视的,提出了控制水化热温度及温度应力的合理建议,有一定的工程参考价值。     

贫混凝土基层材料变形性能的研究

通过室内试验,研究了贫混凝土道路基层材料的温度收缩和干燥收缩特性.试验结果为贫混凝土基层路面温度应力的计算提供了重要的参数,并对进一步研究贫混凝土基层干缩裂缝的防止具有重要的意义.     

特大桥承台混凝土施工温度场和温度应力场分析研究

对于水坝、建筑及桥梁工程中的大体积混凝土结构,施工期因水化热引起的混凝土内外温差及温度应力,容易导致混凝土早期裂缝,影响结构的正常使用和安全性.因此,大体积混凝土结构施工期的温控标准和温度控制非常重要.采用大体积混凝土施工期温度场和温度应力场分析程序包进行了特大桥承台混凝土施工温度场和温度应力场计算,提出防止产生温度裂...     

基于层间分离的PFCC-PCC路面耦合应力分析

目的:分析在原普通水泥混凝土(PCC)路面上实施聚丙烯纤维水泥混凝土(PFCC)加铺层的路面结构层间分离状态时其内部耦合应力。方法:首先根据阶跃型温度场理论得到层间分离状态下路面结构内温度场的理论解,在此基础上对比分析层间分离路面结构受行车荷载与温度应力共同作用下产生的耦合应力及二者单独作用于路面结构的叠加应力。结果:刚性路面加铺设计应按照阶跃型温度场传递方式考虑温度应力对PCC面层的不利影响;层间分离状态下路面结构内的耦合应力远远大于叠加应力,应提高加铺型路面结构的目标可靠度以满足设计年限的要求。     

装配式基层沥青路面接缝温度应力分析

为探究装配式基层沥青路面接缝应力在路表温度变化时的情况,应用Abaqus软件建立路面结构的三维有限元模型,使用稳态热分析获得路表温度变化对接缝应力的影响,同时通过顺序热力耦合方法实现温度与荷载的耦合,分析接缝的力学响应。结果表明:温度场是非线性的传热过程;降温比升温对基层接缝应力的影响更大;接缝温度应力随面层厚度的增大而减小,受基层尺寸影响小;温度对接缝应力的影响远大于车辆轴载;超载重载对道路结构有严重危害。