斜向连续配筋混凝土路面力学性能研究

论文摘要

斜向连续配筋混凝土路面是在混凝土路面板内斜向交差布置一定数量的钢筋,以抵制混凝土路面板横向收缩产生的断裂,可以有效改善混凝土板变形性能,提高混凝土路面的耐久性,增加了路面的整体刚度,具有承载力强,耐久性好,经济性明显的特点,是今后路面结构形式崭新的发展方向。根据路面结构和混凝土板的受力特点,充分考虑了在实际工程中,路面存在裂缝及各结构层间的相互作用等条件,建立有限元计算模型,可以有效地模拟路面结构在交通荷载与环境因素（温度、湿度变化）的综合作用下的应力状态。针对路面承受的交通荷载,通过数值计算,模拟了路面的工作机理,分析并探讨了混凝土板的厚度、混凝土强度等级、基层弹性模量、外荷载、钢筋直径、荷载作用位置、路面裂缝宽度、钢筋间距等主要参数对其力学性能的影响,利用计算数据绘制了相应的荷载-应力变化曲线。针对路面承受的温度荷载,通过数值计算,模拟了路面的工作机理,分析并探讨了温度梯度的影响、混凝土板的厚度、混凝土强度等级、路面裂缝宽度、裂缝间距、材料的热膨胀系数、钢筋直径、钢筋间距、配筋形式等主要参数对其力学性能的影响,利用计算数据绘制了相应的荷载-应力变化曲线。利用弹性层状体系理论分析软件,对层间界面应力进行了计算,分析并讨论了温度、混凝土板的厚度、行车荷载等主要影响因素对结构层间最大剪应力、压应力的影响。通过对数据的回归分析,总结出了层间应力计算公式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本课题研究内容
• 1.4 小结
• 第二章 斜向连续配筋混凝土路面荷载应力数值计算
• 2.1 ABAOUS 有限元计算基本原理
• 2.1.1 主要模块
• 2.1.2 分析过程
• 2.1.3 ABAQUS 模型
• 2.2 有限元模型的建立
• 2.2.1 单元选取
• 2.2.2 网格划分
• 2.2.3 边界及加载条件
• 2.2.4 层间接触
• 2.3 数值计算结果
• 2.3.1 无缝路面
• 2.3.2 带缝路面
• 2.4 计算参数分析
• 2.4.1 混凝土厚度
• 2.4.2 混凝土强度
• 2.4.3 地基弹模
• 2.4.4 外荷载
• 2.4.5 钢筋直径
• 2.4.6 荷载作用位置
• 2.4.7 裂缝宽度
• 2.4.8 钢筋间距
• 2.5 小结
• 第三章 斜向连续配筋混凝土路面温度应力数值计算
• 3.1 温度场计算理论
• 3.2 有限元模型的建立
• 3.2.1 单元选取及网格划分
• 3.2.2 边界及接触条件
• 3.3 计算参数分析
• 3.3.1 温度
• 3.3.2 混凝土厚度
• 3.3.3 混凝土强度
• 3.3.4 裂缝宽度
• 3.3.5 裂缝间距
• 3.3.6 热膨胀系数
• 3.3.7 钢筋直径
• 3.3.8 钢筋间距
• 3.3.9 与纵向配筋路面对比
• 3.4 小结
• 第四章 斜向连续配筋混凝土路面界面应力数值计算
• 4.1 基本理论
• 4.1.1 弹性层状体系理论计算软件
• 4.1.2 计算理论
• 4.2 模型的建立
• 4.3 计算参数分析
• 4.3.1 剪应力分析
• 4.3.2 压应力分析
• 4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 作者简介
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢