连续配筋混凝土路面早期横向开裂分析

结合高速公路连续配筋混凝土路面试验路的调查结果,分析了连续筋混凝土路面早期横向开裂的影响因素。结果表明,混凝土的温缩和干缩作用受到钢筋和地基的约束是造成开裂的主要原因。从而为了解高速公路连续配筋混凝土路面的裂缝成因及合理控制裂缝间距,其中为裂缝宽度和钢筋应力的研究提供了参考依据。     

路面板断裂尺寸对沥青加铺层应力的影响

采用冲压技术断裂稳固路面板，再加铺沥青面层是旧水泥混凝土路面维修改造的方法之一。采用三维有限元法，分析了水泥混凝土路面板断裂尺寸与沥青加铺层的荷载应力、温度应力、耦合应力及基层顶面的压应力之间的关系，并在试验路研究的基础上，提出了旧水泥混凝土路面板合理的断裂尺寸。研究表明，路面板的断裂尺寸选择在80～100cm较为合理。     

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.     

声振法检测水泥混凝土路面板角隅脱空试验与数值仿真分析

目的研究声振法检测水泥混凝土路面板角隅脱空动力响应.方法针对水泥混凝土路面板角隅脱空,采用试验和数值仿真结合的方法,通过利用传感器采集和分析室内试验中水泥混凝土路面板的应变和加速度.同时结合试验情况建立水泥混凝土路面板角隅脱空有限元模型,对路面板进行数值仿真分析,并与试验解进行对比.结果随着水泥混凝土路面板角隅脱空面积的增大,路面板最大振幅对应的频率降低了23%,振动时间提高了63%以上,板的振动加速度和应变提高了1倍以上,其中板底应变大于板顶应变,且不同落锤高度也对试验结果有一定影响.结论角隅脱空水泥混凝土路面板的最大加速度、应变和振动时间明显大于非脱空水泥混凝土路面板,而最大振幅对应的频率小于非脱空路面板;角隅脱空试验解与数值解对比表明数值解是可行的,二者互相验证.     

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.     

折线塔斜拉桥主塔力学特性的研究

以沈阳某折线塔斜拉桥为背景，从混凝土折线塔的受力特点出发，通过有限元数值法对混凝土折线塔主塔折角等关键部位的力学特性进行了分析研究.结果表明:主塔折角处存在严重的应力集中现象，但高应力区范围较小.折角处设置加劲板后，折角截面应力集中系数下降，加劲板消除了中跨侧塔壁平面外弯曲现象，同时折角部位加劲板内出现竖向拉应力.因此，设计时应适当加大加劲板腋角尺寸，并适当加强加劲板内的竖向主拉钢筋和表面防裂钢筋网.     

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.     

滑动层摩擦因数对斜向预应力水泥路面板的影响

滑动层摩擦因数对斜向预应力水泥路面板结构受力及变形的影响较大,设置满足路面结构受力及变形要求的滑动层,是决定斜向预应力水泥路面铺设成功与否的关键因素之一,建立斜向预应力路面结构1/4有限元模型,基于此模型分析了斜向预应力水泥路面板在车轮荷载和温度梯度荷载作用下,滑动层摩擦因数对其路面结构受力与变形的影响;运用解析计算法,研究了滑动层摩擦因数对路面板内温度伸缩应力的影响,以及温度应力作用下滑动层摩擦因数对路面板伸缩量的影响;并进行了斜向预应力路面板屈曲验算。研究结果表明:车轮荷载作用下,斜向预应力路面滑动层摩擦因数对路面板内应力及变形影响较小,可忽略不计;温度梯度荷载作用下,斜向预应力路面滑动层摩擦因数在0.3~1.2范围内变化时,路面板内最大主应力均小于水泥混凝土抗弯拉强度5 MPa,不会引起斜向预应力路面板开裂;温度荷载作用下,滑动层摩擦因数小于1.04时,路面板内伸缩应力不会引起路面板开裂,且滑动层铺设初期摩擦因数越小越有利于减小路面板内温度应力值;增大滑动层后期摩擦因数,有利于减小斜向预应力路面板端伸缩量,但不应大于1.04;斜向预应力路面板最不利屈曲临界温度为48.166℃,在通常外界环境温度下,斜向预应力水泥路面板不会发生屈曲失稳破坏。     

配筋混凝土轴向拉伸试验条件下的应力-应变关系研究

混凝土应力-应变关系是混凝土构件承载力、变形分析及裂缝研究的重要参数.本文设计制作了配筋混凝土试件开展配筋混凝土试件轴向拉伸试验,通过分离钢筋与混凝土分别承受的荷载,获得不同配筋率下的混凝土轴向拉伸应力-应变关系曲线,分段拟合得到对应的应力-应变曲线方程,并探讨了配筋率对混凝土轴向拉伸应力-应变关系曲线的影响规律.     

预应力梁桥齿板锚固区配筋设计新方法

预应力混凝土梁桥的齿板锚固区,由于存在着几何形体上的突变,集中锚固力的作用以及预应力钢束局部弯曲引起的径向力作用,易产生开裂甚至剥落破坏,因此齿板锚固区的抗裂配筋设计十分重要。以7种典型局部作用效应刻画齿板锚固区内拉应力的集中分布特征,并在此基础上形成了齿板锚固区拉压杆模型,初步形成预应力混凝土梁桥的抗裂钢筋设计新方法。     

16m预应力空心板施工工艺及操作要点

16m预应力空心板一般都是底板正弯矩张拉,预制安装后进行板端部纵横向钢筋网搭接及横向绞缝施工。也有的将16m预应力空心板顶板预埋钢筋,先简支后连续进行负弯矩施工。为了提高空心板桥梁承载能力,预防桥墩处桥面铺装混凝土开裂。在不改变16m预应力空心板标准图各部位尺寸的前提下,在施工中将标准图各部位尺寸与顶板齿板设计简图科学合理地组合,反复摸索试验,解决了16m预应力空心板顶板张拉槽的预留及顶板使用钢绞线进行的负弯矩施工。     

压浆处治对旧水泥混凝土路面板力学响应影响的数值模拟

为进行压浆处治后水泥混凝土面板力学响应分析,使用三维有限元软件建立板底压浆处治模型,根据数据绘制应力和挠度与其相关影响因素的变化关系图,系统分析了压浆尺寸、压浆厚度和压浆模量三个压浆参数,以及面层厚度、基层厚度、基层模量和荷载大小四个结构参数对压浆处治路面板力学行为的影响。结果表明:当压浆厚度和压浆尺寸较小时,对水泥混凝土面板力学行为影响较大且占主导地位的是压浆尺寸;当荷载从100 kN增加到180 kN时,水泥混凝土路面板的应力增幅在80%以上,说明荷载大小的变化对水泥混凝土路面板影响显著;在压浆处治过程中,当压浆模量大于基层模量时,其处治效果较好,但当压浆模量逐渐达到1 000 MPa,压浆处治效果作用缓慢,材料性能得不到充分利用。     

车路耦合作用力特性及混凝土路面动态响应

应用1/4车-路耦合动力学模型及直接积分法,分析车辆以一定速度匀速移动时,车辆参数(集中质量、悬挂系统弹簧刚度和轮胎弹簧刚度)、路面板参数(路面板厚度、接缝宽度、接缝错台和接缝传荷等)以及地基参数(地基刚度、地基阻尼及地基弱化指数等)对车-路耦合作用力的影响;给出了动荷系数(动静荷载比)随各参量变化的影响曲线及其统计特征;探讨了有接缝混凝土路面板动弯沉和动应变的变化规律.结果表明,随着车速的提高,车-路耦合作用力的变异性增大,路面板动弯沉和动应变的波动性增强;因此,在水泥混凝土路面设计时,车-路耦合引起的动态效应应予以考虑.     

拼装式混凝土双向叠合楼板承载性能试验研究

针对目前叠合双向板预制层构件尺寸过大时吊装及运输过程较困难的问题,提出一种新型拼装式混凝土双向叠合楼板.为研究此拼装式叠合板的承载性能,首先对其进行弹性范围内的均布堆载试验,然后再对此板和一单向叠合板进行集中荷载下的破坏性对比试验.主要分析内容为挠度、钢筋应变、混凝土应变随荷载变化的规律及裂缝开展情况.均布荷载试验表明,此拼装式叠合板具有较高的承载能力;集中荷载破坏性对比试验结果表明,此拼装式钢筋混凝土叠合板具有明显的双向受力性能优势.说明此类拼装式叠合板具有良好的承载性能,又方便吊装运输,是一种值得推广的新型楼板.     

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.     

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.     

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...     

超薄水泥混凝土路面结构设计方法

超薄水泥混凝土(Ultra ThinWhitetopping,简称UTW)路面由于其板厚和平面尺寸的特殊性,尚无一套适宜的路面结构设计方法。在对UTW路面结构荷载应力和温度应力利用有限元法进行计算分析的基础上,提出了UTW路面结构设计方法。采用贝克曼梁或落锤式弯沉仪(FallingWeightDeflectometer,简称FWD),测定旧沥青路面表面回弹弯沉,计算综合回弹模量,来评价旧沥青路面承载能力,并推荐控制标准值为当量回弹模量宜大于188MPa。路面板的疲劳断裂是UTW路面的主要破坏模式,据此提出以控制行车荷载反复作用在板内所产生的荷载疲劳应力不大于混凝土弯拉强度作为路面板厚度设计的标准。确定了结构设计参数及路面板厚度计算方法。     

商品混凝土收缩应力试验研究

针对商品混凝土早期弹性模量是个变量,难以通过测其收缩应变直接得出收缩应力这一问题,提出了收缩应力的计算方法.通过量测81个配筋试件和素混凝土试件,从拆模起到180 d龄期内的收缩值,得到其各自的收缩应变.素混凝土试件可以自由收缩;配筋试件由于钢筋的约束,不能自由收缩,导致配筋试件比素混凝土试件收缩应变要小.利用配筋试件与素混凝土试件的收缩应变差值和钢筋混凝土间的拉压平衡条件,推导给出商品混凝土收缩应力计算公式和收缩应力时随曲线,并对收缩应力的影响因素进行了分析.     

钢筋混凝土三跨连续板边跨受火性能有限元分析

文章根据钢筋混凝土板的计算模型,讨论了钢筋与混凝土的离散、高温下混凝土及钢筋的应力应变特性,对钢筋混凝土连续板受火情况进行了计算分析。最后与试验结果比较,验证了钢筋混凝土板受火情况下有限元分析计算方法和可行性。