连续配筋混凝土路面荷载应力分析

根据连续配筋混凝土路面(CRCP)中钢筋的实际受力性能,将钢筋连续化处理,提出了正交各向异性有限元薄膜模型,对模型的适用性进行了验证.通过不同荷位的计算与分析,提出了不同裂缝间距时CRCP的2种临界荷位,分析了配筋率及配筋位置对路面荷载应力的影响.     

连续配筋水泥混凝土路面温缩应力简化公式研究

连续配筋水泥混凝土路面(CRCP)在铺筑完成一段时间后,会在路面纵向上断裂成一个个单独的板块.借助正交设计和多元统计回归方法,在有限元计算的基础上,提出了单独板的温缩应力简化公式.极差分析结果表明,CRCP温缩应力影响因素的重要程度从大到小依次为:温度变化、裂缝间距、板厚、粘结刚度系数、钢筋直径、配筋间距.单因素单变量...     

考虑地基-混凝土非线性相互作用关系的CRCP端部锚固力计算方法

在分析温度荷载作用下连续配筋混凝土路面（CRCP）端部变形与受力特点的基础上，根据地基与混凝土接触面剪切变形非线性相互作用关系，求得端部力计算的解析解，分析了不同条件下端部CRCP温度应力及其变形，并与线性模型的计算结果进行了对比，结果表明非线性模型的计算结果更加符合实际，通过分析设计参数变化对计算结果的影响；提出了端部锚固力实用计算方法。     

连续配筋水泥混凝土路面的临界荷位

以三板系统模拟连续配筋水泥混凝土路面,计算获得了连续配筋路面的临界荷位.引入接缝混凝土板的传力杆设计理念,确定了连续配筋路面横向裂缝处钢筋的传荷刚度计算公式.同时,以有限元方法建立了CRCP横向裂缝处混凝土的传荷刚度计算公式.裂缝处传荷刚度的确定,为模拟CRCP荷载应力计算提供了关键参数.有限元数值计算表明：三板系统中,当边板长度大于4 m时,边界条件将不对应力计算产生影响.对于双车道路面,计算所得的板宽向最大应力位于左车道外侧车轮板底的轮迹中心处,此时的路面荷位为标准轴载位于路面右边边缘且靠近裂缝边缘,推荐此荷位作为路面承载力检验的核算位置.     

基于可靠度的连续配筋混凝土路面配筋率设计方法

采用裂缝实际调查和影响因素数值分析,研究基于可靠度的CRCP配筋率设计方法.通过实际调查CRCP路面裂缝间距与宽度分布情况,认为裂缝间距的分布符合对数正态分布模型,裂缝宽度的分布符合正态分布模型;分析了钢筋直径、配筋率、混凝土极限拉应力及钢筋与混凝土之间的黏结应力对裂缝间距和裂缝宽度的影响规律;通过CRCP路面失效概率分析,认为裂缝间距与裂缝宽度的可靠度主要与设计裂缝间距及参数的变异水平有关.给出了CRCP的横向裂缝最佳间距值,得出基于可靠度的连续配筋混凝土路面配筋率设计法.     

连续配筋混凝土路面凸形地梁锚固有限元分析

凸形地梁锚固是连续配筋混凝土路面(CRCP)端部处理中一种简单、实用的型式，采用有限元法计算与分析了锚固力作用下凸形锚固地梁的应力和位移。以端墙顶端位移、端墙最大拉应力和路面板最大拉应力为主要控制指标，提出了墙高、端墙间距、墙宽的确定方法，分析了土基弹性模量、端墙高度、端墙间距、端墙个数等参数对计算结果的影响。用室内模型试验对有限元结果进行了验证，并给出了供CRCP端部锚固设计使用的诺谟图。还发现了墙后土压力的分布形式，从而推翻了以往错误的墙后土压力分布假设，对得出准确的计算结果有重要意义。     

非均布温度条件下CRCP+AC复合式路面温度应力分析

根据传热学相关理论,应用大型有限元软件ANSYS10.0对夏季高温条件下CRCP+AC复合式路面瞬态温度场进行了模拟,利用温度-结构耦合原理计算了日周期气温下路面结构的温度应力.分析过程中,考虑了温度沿路面深度方向分布的非线性特征及初始参考温度的非均匀性,对CRCP+AC复合式路面温度应力的影响因素进行了分析.研究结果表明,AC层厚度、CRC层厚度、CRC与基层接触条件的改变对路面结构温度应力的影响较大.当AC层厚度小于6 cm后,改变CRC层厚度对混凝土板温度应力影响不大.     

移动荷载作用下连续配筋混凝土路面三维有限元分析

利用有限元软件ABAQUS建立了连续配筋混凝土路面的三维有限元模型,利用用户子程序VDLOAD模拟了行车荷载的动力加载作用,分别采用梁单元和rebar单元模拟CRCP面板中的纵、横向钢筋的加筋作用,取得了较好的计算效果.计算分析中考虑了交通荷载、车速、纵向配筋率、钢筋布置位置和面板厚度等不同的内外影响因素,以路面结构的应力、应变与竖向位移为主要评价指标,揭示CRCP路面的动力响应特征.分析认为:CRCP路面的动力响应对于交通荷载的大小较为敏感;从纵向钢筋的受力角度看,宜在面板上部配置钢筋;钢筋在动力作用下发生屈服或者破坏的可能性较小,应该关注路表裂缝渗水所引起的病害;低纵向配筋率时,增加CRCP面板厚度的方法不可取,而薄板高配筋率的建设方案更加有利于今后路面的维护和改建.     

基于参数变异性的连续配筋混凝土路面横向裂缝分布预估方法

连续配筋混凝土路面(CRCP)的病害冲断主要发生在横向密集裂缝处,故裂缝的分布预估是准确预估冲断的基础。先进行环境荷载作用下CRCP应力和位移分析,然后考虑混凝土干缩、混凝土强度、混凝土线膨胀系数等参数沿路面纵向的变异性以及材料性能随时间的变化,采用增量分析方法和Monte Carlo方法对CRCP横向开裂进行了预估,最后对预估得到的裂缝间距进行了统计分析,并与CRCP的裂缝分布调查结果进行了对比。研究结果表明:由于采用了增量分析方法,可以考虑早期产生的裂缝对后期裂缝的影响;理论预估和实地调查得到的CRCP裂缝均服从Weibull分布,理论预估方法比较合理;混凝土强度、线膨胀系数、干缩以及基层与面板间摩阻系数的变异性还需实测确定。     

基于水-热-力耦合作用的冻土区CRCP路面应力特性

为了研究多年冻土区地基融沉效应对路面结构应力状态的影响,基于水-热-力耦合作用理论,利用COMSOL有限元软件建立了冻土区连续配筋混凝土路面(CRCP)有限元模型,研究了基层与底基层材料参数、面板厚度与模量、配筋率对CRCP路面结构组合应力的影响,提出了适用于多年冻土区CRCP路面的合理结构形式.结果表明,地基融沉效应对于CRCP路面结构应力影响显著.融沉效应和车辆荷载耦合作用下,板内最大主应力随时间推移逐渐变大.板内最大主应力随面板、基层和底基层的厚度增加而减小,随各层模量的增加而增大,但配筋率的变化对其无影响.考虑融沉效应时,CRCP路面板+水泥稳定碎石+石灰土的路面结构较适宜于多年冻土区,可为多年冻土地区CRCP路面结构设计提供参考.     

高温下混凝土轴压柱的截面极限承载力随机分析

在已有的混凝土和钢筋高温力学性能统计结果基础上,拓展了它们相对高温强度概率模型的温度适用范围;通过在混凝土轴压柱的截面分析中引入2种材料的随机性,探讨了该类柱的截面高温极限承载力的概率特性.研究表明:无论是否考虑材料常温强度的随机性,柱截面高温极限承载力都近似服从正态分布;是否考虑材料常温强度的随机性,对柱截面高温极限承载力均值几乎没有影响,但对其变异系数影响明显;直接选用混凝土和钢筋常温强度以及相对高温强度的均值进行计算,可较好地确定柱截面高温极限承载力的均值.     

坝下游面钢衬钢筋混凝土管非线性有限元分析

采用解析法对某水电站坝下游面钢衬钢筋混凝土压力管道进行初步设计，确定了钢衬厚度和钢筋配置，对其进行整体三维非线性有限元分析，着重研究了在设计荷载作用下，钢衬和钢筋的应力状态以及管周混凝土的开裂特征．采用将非线性有限元分析与规范解析法相结合的方法，先根据非线性有限元计算的结果，分析得到钢衬钢筋混凝土管的钢筋应力，再将其代入规范解析公式，计算出结构的裂缝宽度，并最终提出了满足结构限裂要求的配筋方案．     

连续配筋水泥混凝土路面的温度翘曲应力研究

通过素混凝土板温度翘曲应力的Westergaard理论解和有限元数值解的对比,论证了素混凝土板计算模型的适用性,得到了板体自重对板的温度翘曲应力不产生影响这一重要结论.以三向弹簧模拟钢筋和混凝土之间的粘结,对素混凝土板中加入钢筋前后板体特征点位的温度翘曲应力变化情况作了计算分析,认为配筋层位、粘结刚度系数、温度梯度、板长、板厚及配筋率等参数对板中加入钢筋前后温度翘曲应力变化值的影响可以忽略.结果表明,Winkler地基模式下连续配筋路面单独板的温度翘曲应力可以沿用与其尺寸一致的普通水泥混凝土板的温度翘曲应力计算方法.     

混凝土结构加固中植筋深度的试验研究

通过在混凝土中植筋的拉拔试验,研究了不同条件下植筋的破坏形态,分析了混凝土强度、钢筋直径和植筋的强度等级对植筋深度的影响,给出了粘结破坏、锥形破坏、钢筋屈服和应力传递破坏等4种破坏形态的计算模型,推导出了相应的植筋深度计算公式,并通过多组试验证明了计算公式的正确性并给出了避免粘结破坏和锥形破坏的植筋深度计算公式．     

C30钢渣混凝土的温度线膨胀系数试验研究

通过埋设在C30普通混凝土和C30钢渣混凝土中无应力计的实测伴测温度及计算得到的无应力应变值,采用最小二乘法进行拟合。拟合成果表明:C30普通混凝土的温度线膨胀系数接近10.0×10-6/℃,C30钢渣混凝土的温度线膨胀系数大于11.0×10-6/℃;无论是C30普通混凝土还是C30钢渣混凝土,其温度线膨胀系数α不是一个定值,它随着时间的改变而改变。为实现钢渣在混凝土中安全、可靠的利用,建议钢渣混凝土在温度应力对结构稳定性影响不大的建(构)筑物中使用。     

钢筋混凝土粘结应力和局部滑移相互关系的 分方程及“悬臂虚梁”法的研究

本文对基本条件进行了分析,导得了粘结应力-局部滑移相互关系的二阶微分方程和六个边界条件,这些方程即为探索粘结状态内在规律的基本方程,但按目前的研究途径求解是很困难的.根据数学关系的相似性,文中提出了虚设的悬臂梁分析模型,则任一点局部滑移、裂缝宽度、钢筋与混凝土的应变差、相邻裂缝间的钢筋总伸长与混凝土总伸长、钢筋平均应变、钢筋应变不均匀系数以及粘结状态钢筋的刚度等重要变量的表达式均可以简便地导得.建议的方法可用于裂缝、变形、粘结性能和有限元法的分析.