路面板温度翘曲变形对基层的作用分析

目的为了研究温度变化对水泥混凝土路面基层的影响．方法结合试验路温度场监测数据,采用三维有限元法对基层结构在温度翘曲变形及与车辆荷载耦合作用下的受力特性进行分析．结果路面板正温度梯度翘曲变形作用下产生的基层应力要显著大于负温度梯度翘曲变形作用下产生的基层应力．路面板正温度梯度翘曲变形作用下产生应力与车辆荷载应力相迭加,二者耦合应力较大,且层间约束越大,应力越大．而负温度梯度翘曲变形作用下两者相抵．结论研究表明,基层受温度变化产生的变形主要由路面板翘曲变形引起,而自身温度场变化可忽略不计．     

水泥混凝土路面板固化温差对翘曲和应力的影响

实测硬化中水泥混凝土路面板内的温度分布,确定混凝土的终凝时间,提出固化温差及有效温差的计算方法,并计算两种施工环境条件下路面板的固化温差和有效温差,进行固化温差对板的翘曲和应力影响分析计算。研究结果表明：春季和秋季施工在水泥混凝土路面板中产生负的固化温差,将会导致路面板在1 d中的大部分时间处于板中脱空的状态,在板中临界荷位处板底产生拉应力,而采用小尺寸板,相比较大尺寸板更能降低路面板翘曲及耦合应力,降低疲劳破坏。     

层布式钢纤维混凝土路面的有限元分析

以弹性半空间地基板理论为基础，建立了层布式钢纤维混凝土路面结构的有限元计算模型。分别分析了层布式钢纤维混凝土路面在标准轴载作用下的荷栽应力和处于公路自然区划Ⅲ的最大温度梯度下的温度应力。总结出不同横向缩缝间距、不同板厚及不同的交通等级对荷载应力和温度应力的影响，分析结果可供层布式钢纤维混凝土路面设计参考。     

温度变形对刚性路面路基的影响

研究了水泥混凝土路面板温度变形的大小，视刚性路面板为自由矩形薄板，当温度沿板厚非均匀分布时，路面板变形后呈球面，据此得到挠度表达式；考虑变形后路面板在自重和车轮荷载作用下的变形，计算出由此产生的路基沉陷量；根据板中不发生脱空现象的条件，计算出板角处路基应有的沉陷量，采用等效法近似地得到路基顶面回弹模量值．计算结果表明，在刚性路面结构中，欲保证路面板不产生脱空，路基顶面回弹模量不宜过大，建议在规范中对其规定上限值．     

水泥路面板温度翘曲应力有限元分析

利用有限元法计算了不同工况下水泥路面板的温度应力,包括不同的面板尺寸、板厚和基层顶面当量回弹模量.结果表明:板内温度应力随着板尺寸的减小而减小,板平面尺寸由4m×5m变化到3.5m×3m时,温度应力减小幅度并不大;当板平面尺寸小于3.5m×3m时,温度应力减小幅度比较大,降低幅度约为20%~30%.因此,减小板的平面尺寸能够有效地降低板内的温度应力,提高使用寿命.     

混凝土路面温度翘曲应力的有限元分析

以襄荆高速公路建设为背景 ,分别采用 Winkler地基和弹性半空间地基 2种计算模型 ,以及考虑冬季和夏季 2种环境温度的作用 ,用有限元方法对混凝土路面进行温度翘曲应力分析和变形分析 ,其结果表明 ,环境温度变化引起的路面应力不容忽视 ,基础的处理对计算结果有一定的影响 ,按 Winkler地基模型计算的变形结果小于按弹性半空间地基模型的变形结果 ,而按 Winkler地基模型计算的温度翘曲应力高于按弹性半空间地基模型计算的翘曲应力     

基于温度场的长公路隧道内水泥混凝土路面横缝间距的确定

针对长公路隧道内外路面工作温度环境的差异,研究长公路隧道内水泥混凝土路面的合理横缝间距.采用有限元方法分析了水泥混凝土路面横缝间距分别为4m、8m、12m和16m时,不同面层板厚度、不同轴载、不同基层厚度、不同基层模量和不同基岩模量对水泥混凝土路面板底最大弯拉应力和位移的变化规律,以及不同横缝间距下水泥混凝土路面温度应力变化状况,表明长公路隧道内水泥混凝土板长变化对水泥混凝土板的温度应力影响较小,验证了进入长隧道73 m后水泥混凝土面层横向接缝间距增大至8～12m的可行性.分析结果对长公路隧道内水泥混凝土路面设计和材料选择提供了理论基础.     

混凝土路面度翘曲应力的有限元分析

以襄荆高速公路建设为背景，分别采用Winkler地基和弹性半空间地基2种计算模型，以及考虑冬季和夏降3种环境温度的作用，用有限元方法对混凝土路面进行温度翘曲应力分析和变形分析，其结果表明，环境温度变化引起的路面应力不容忽视，基础的处理对计算结果有一定的影响，按Winkler地基模型计算的变形结果小于按弹性半空间地基模型的变形结果，而按Winkler地基模型计算的温度翘曲应力高于按弹性半空间地基模型计算的翘曲应力。     

基层对水泥砼路面早期性能的影响研究

混凝土路面板铺筑完成后到开放交通之前,温度和湿度改变引起的变形受到约束时产生的应力超过混凝土此时的抗拉强度,便会产生早期开裂。研究发现,基层对水泥混凝土路面板早期龄期开裂影响显著,本文从混凝土路面板早期开裂的机理出发,以傍晚和早晨施工铺筑的水泥混凝土路面早期72h阶段的温度场监测数据为例,着重探讨基层参数对混凝土路面板早期开裂的影响,并提出相应的防治措施。     

板角脱空条件下悬臂板模型的有限差分分析

分析比较了板角脱空条件下传统计算方法和有限差分法的优劣和计算结果之间的差异.传统的计算方法假设脱空面板为一等截面的悬臂板,在计算脱空部位有多个轮载作用的情况下,未考虑荷载偏心对板中应力的影响;利用有限差分法则能克服这个缺陷,并能方便地计算出整个板体不同部位的应力和位移分布.计算结果表明,假定脱空路面板为悬臂板时,无论是由传统方法还是有限差分法,在任何交通等级作用下,路面板均会产生破坏;由有限差分法计算得出的荷载疲劳应力和弯沉均大于利用传统公式的计算结果,在路基路面的设计中应增大安全系数.     

沥青加铺水泥混凝土路面板角施荷受力分析

为研究沥青加铺水泥混凝土复合路面在板角作用荷载时的结构计算方法,采用弹性地基上的多层薄板理论,建立了有限尺寸多层复合路面的计算模型,通过假定地基反力函数和路面板挠曲位移函数,得出了板角作用荷载时有限尺寸分离式路面和结合式路面的求解方法.分析结果表明:若取距板角槡2a+1.5he位置的混凝土板表面应力为位移函数计算控制应力,则该应力与有限元分析的最大应力吻合较好(相差不到5%);而沥青面层应力前者小于后者,最大相差40%.位移函数计算与有限元分析结果的板角弯沉最大相差9%.合理假定地基反力函数和路面板位移挠曲函数可以得出分离式和结合式复合路面板角作用荷载时的最大弯沉及各结构层的控制应力.     

板底脱空对水泥混凝土路面板动力响应分析

为了分析板底脱空对水泥混凝土路面板的动力响应,基于流固耦合原理建立了考虑板与板相互作用的9块水泥混凝土路面板脱空有限元模型,分析在行车荷载作用下,车辆参数(均布质量、作用面积和运动速度)、路面板参数(路面板厚度、纵横缝分布钢筋等)以及板下地基脱空(不同脱空面积、不同位置以及脱空处不同含水量)对路面结构作用力的影响;探讨了接缝处布设钢筋的9块板水泥混凝土路面结构的动态弯沉、最大弯拉应力和水压力的变化规律.结果表明:无论脱空与否板角隅处脱空区域水泥混凝土路面板顶的表面弯沉、弯拉应力明显大于纵缝脱空区域;弯沉和弯拉应力随着脱空面积的增大而增大;脱空区域不同含水量对板弯沉和弯拉应力影响不大.随着脱空面积的增大,基层脱空区域底面受水压力呈线性增长的趋势,其中板角隅处脱空区域水压力明显大于纵缝脱空区域.     

预应力雁形板屋盖纵向开裂和挠度分析

采用有限元法对雁形板屋盖结构的空间受力特性进行了分析计算，并着重考虑了温度变化对板截面应力的影响。计算结果表明，温度上升在肋梁附近的翼板下部将产生超过混凝土抗拉强度的拉应力，导致雁形板沿纵向开裂，形成贯通板全长的纵向裂缝。同时，建立了裂缝形成后的计算模型进行板的挠度分析计算，计算结果和实际变形相一致。     

沥青加铺旧混凝土路面复合结构行为分析

目的为探求圆形均布荷载作用下双层地基上沥青加铺旧水泥混凝土路面复合结构的受力性能.方法采用弹性地基上的多层薄板理论,建立了双层地基上多层复合路面的统一计算模型.结果得出了有沥青加铺层刚性路面的求解方法,其混凝土板底弯沉及应力值与AN-SYS有限元分析结果吻合较好.同时对有沥青加铺层的旧水泥混凝土复合路面进行了参数分析.结论混凝土板底最大弯沉随沥青层和旧混凝土板厚度、弹性模量及路基回弹模量增大而减小;混凝土板最大应力值随沥青层和旧混凝土板厚度、沥青层弹性模量及路基回弹模量的增大而减小,并随混凝土板弹性模量增大而增大.其中混凝土板厚度和路基回弹模量影响最为显著.     

沥青加铺混凝土路面的实用计算方法

为研究沥青加铺水泥混凝土路面(PCC AC)在板中、板角和板边作用荷载的最大应力及弯沉情况,对27个水泥混凝土路面模型进行了ANSYS有限元分析,并据板中最大应力和弯沉回归出板角和板边的计算公式.将沥青加铺混凝土复合板按抗弯刚度等效原理换算为单层板,然后把单层板的表面应力在复合板中进行二次分配,可求得混凝土板的最大弯沉和最大拉应力,算例证明回归公式与有限元结果吻合良好.     

利用混凝土损伤塑性模型评价CRCP+AC复合式路面的损伤演变

在连续配筋混凝土复合式路面（CRCP＋AC）的研究中,CRCP面板的裂缝形态和分布模式是影响今后路面使用性能和生命周期的重要因素。研究采用ABAQUS有限元程序中的混凝土损伤塑性模型（CDP）表征CRCP面板的力学特性,结合三维瞬态热传导分析的温度场数据,分析了变温条件下的结构损伤情况;并进一步分析复合式路面在温度变化和交通荷载耦合作用下,CRCP面板损伤的演化规律以及裂缝张开闭合的行为特征。研究认为沥青面层的作用不仅仅局限在功能性方面,它可以明显改善CRCP面板的受力状况;复合式路面设计中应根据CRCP面板的温缩性能和损伤性能综合考虑沥青面层的合理厚度。     

钢筋桁架混凝土双向叠合楼板承载性能分析

目的验证预制装配式钢筋桁架混凝土叠合双向板的承载能力,为此类装配式混凝土双向叠合楼板在实际工程中的应用以及有限元分析提供参考．方法采用ABAQUS有限元软件,应用生死单元技术模拟其二次受力过程,对沈阳保障性住房惠民工程中的叠合双向楼板进行受力分析,将叠合楼板在不同约束、不同板厚比影响下的受力情况并与现浇楼板进行比较．结果叠合双向板的受力特征和现浇双向板类似;预制层所占厚度比例越小越有利于整体承载能力的提高,但不应小于预制层承担施工荷载时所需要的最小厚度;施工过程中的二次受力有利于叠合板整体承载能力的提高．结论钢筋桁架双向叠合楼板受力性能良好,且现场施工方便,值得在实际工程中推广应用．     

贫混凝土疲劳方程的建立及其应用研究

贫混凝土用于水泥混凝土路面或沥青混凝土路面基层时,和面层一起受到荷载应力和温度应力的反复作用,路面应力分析和结构设计时应考虑其疲劳性能.在室内贫混凝土小梁弯拉疲劳试验的基础上,分析疲劳寿命试验数据的概率分布,得出其疲劳寿命服从双参数威布尔分布,据此建立了不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程.根据此疲劳方程,得出贫混凝土的疲劳性能优于其他常用半刚性基层材料,并建立了贫混凝土作为水泥混凝土路面下面层荷载应力计算的疲劳应力系数,以及作为沥青路面基层层底弯拉应力验算的弯拉强度结构系数.     

考虑板角脱空的公路隧道水泥路面设计方法

建立了公路隧道水泥混凝土路面结构在板角脱空下的三维有限元分析模型,计算了各种因素水平下的板角顶面拉应力和板底拉应力,并利用多元非线性回归技术得出了高强度基岩下的应力计算公式.基于此,提出以板底拉应力和板角顶面拉应力为控制指标的隧道水泥混凝土路面的设计方法,并通过实例进行了计算,对公路隧道工程设计人员进行路面结构设计时具有实际的参考价值.