线形对连续配筋混凝土路面温度应力影响分析

论文摘要

连续配筋混凝土路面（Continuously Reinforced Concrete Pavement,简称CRCP）是在纵向连续配置足够数量的钢筋,施工时一般不设置横向接缝的一种高性能混凝土路面结构。在美国和西欧等发达国家CRCP作为主要的刚性路面结构型式,广泛地应用于干线公路和机场道路。我国对连续配筋混凝土路面的研究刚刚起步,尤其是高速公路的建设中,CRCP的开发和应用将具有广阔的前景。本文在阅读国内外有关文献的基础上,对CRCP平竖曲线路段温度应力进行有限元分析,根据钢筋与混凝土间非线性粘结滑移关系的假设,并考虑地基摩阻的影响,建立了CRCP平竖曲线路段的温度应力ANSYS有限元计算模型。根据《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）有关公路线形设计的技术要求,用ANSYS有限元软件计算了CRCP平曲线路段温度应力场分布,分析得出了平曲线半径、转角或曲线长度、温差大小对平曲线段温度应力的影响规律。同理,用ANSYS有限元软件计算了CRCP凹凸两种竖曲线路段变坡位置,竖曲线与直线相连位置的主应力大小,分析了竖曲线半径、竖曲线长度、地基模量等因素对其温度应力的影响。根据CRCP平竖曲线路段最不利位置温度应力与等直线段对称轴位置温度应力的比值,得出公路线形对CRCP温度应力的影响。通过对比分析认为:当平竖曲线半径较小的时候,在CRCP平竖曲线的曲中位置和竖曲线的变坡位置采用宽翼缘工字梁的处理措施,能较大的减小曲线上的温度应力,进而减少CRCP曲线路段的破坏。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外相关研究概况
• 1.2.1 国内外应用概况
• 1.2.2 国内外研究概况
• 1.3 本论文的研究思路以及内容
• 1.4 本论文的预期结论
• 第二章 有限元计算方法与分析模型
• 2.1 有限元概述
• 2.1.1 有限元分析的基本过程
• 2.1.2 有限元分析软件ANSYS
• 2.2 钢筋混凝土结构有限元模型
• 2.3 有限元分析的单元类型选择
• 2.3.1 接触单元的选择
• 2.3.2 CRCP 路面板单元的选择
• 2.3.3 钢筋单元LINK8
• 2.3.4 粘结滑移单元COMBIN14
• 2.3.5 粘结滑移单元COMBIN39
• 2.4 钢筋与混凝土粘结滑移本构关系
• 2.5 本章小结
• 第三章 CRCP 平曲线段温度应力有限元数值分析
• 3.1 直线段 ANSYS 有限元验证
• 3.1.1 考虑地基约束条件下的温缩应力
• 3.1.2 计算参数及结果分析
• 3.2 平曲线段 ANSYS 有限元模型
• 3.2.1 计算参数设置
• 3.2.2 ANSYS 有限元计算模型
• 3.3 有限元计算结果与分析
• 3.3.1 不同长度直线段对温度应力的影响
• 3.3.2 地基摩阻对温度应力的影响
• 3.3.3 温差大小对平曲线段温度应力的影响
• 3.3.4 半径大小对平曲线段温度应力的影响
• 3.3.5 转角对平曲线段温度应力的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 CRCP 竖曲线段温度应力有限元数值分析
• 4.1 计算参数设置
• 4.2 ANSYS 有限元计算模型
• 4.3 凸形竖曲线段有限元计算结果与分析
• 4.3.1 直线段长度对凸形竖曲线段温度应力的影响
• 4.3.2 地基模量对凸形竖曲线段温度应力的影响
• 4.3.3 板自重对凸形竖曲线段温度应力的影响
• 4.3.4 半径大小对凸形竖曲线段温度应力的影响
• 4.4 凹形竖曲线段有限元计算结果与分析
• 4.4.1 凹形竖曲线段温度应力分布
• 4.4.2 半径大小对凹形竖曲线段温度应力的影响
• 4.4.3 竖曲线长度对凹形竖曲线段温度应力的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 对 CRCP 线形的设计建议
• 5.1 CRCP 应力比较
• 5.2 CRCP 设计建议
• 5.3 本章小结
• 第六章 主要结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 主要创新点
• 6.3 问题与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间发表论文及参与科研项目