复合式路面CRCP疲劳损耗临界荷位处荷载应力研究

建立CRC-AC复合式路面三维有限元模型,分析确定了横向裂缝中部是CRCP疲劳损耗临界荷位。研究了不同CRCP裂缝间距下,CRCP疲劳损耗临界荷位处的荷载应力随路面结构参数变化的规律,对路面结构参数的确定提出了相应的建议。最后对荷载应力建立的回归模型进行了分析,得到了回归模型的各项系数,通过检验表明回归系数均能通过检验,由此得到的CRCP荷载应力计算公式精度好,表达形式简单,使用方便,可满足工程设计和理论研究的需要。     

CRCP荷载应力有限元模型分析

根据连续配筋混凝土路面混凝土和钢筋实际受力、变形特点,建立了有限元模型进行研究,计算并分析了板宽、板厚、地基模量、混凝土模量、配筋率五项指标对CRCP板荷载应力的影响趋势,确定了不同裂缝间距情况下,临界荷位的判定依据。     

连续配筋混凝土路面配筋设计研究概述

阐述了连续配筋混凝土路面（简称CRCP）的应用、病害和国内外配筋设计方法,指出冲断是CRCP的唯一结构病害,其形成与裂缝间距、裂缝宽度、裂缝传荷能力（LTE）、环境和车辆荷载等因素有关,指出CRCP配筋设计时应以裂缝间距、裂缝宽度（或LTE）、钢筋应力和冲断数作为控制指标。     

UHPC薄层罩面有限元数值模拟分析

文章利用ABAQUS结构分析软件建立有限元模型,分析了最不利荷位,并主要针对移动荷载下UHPC薄层罩面的力学性能的影响因素进行了研究,其中重点讨论旧路面有无裂缝、移动荷载的轴重、不同车速、UHPC薄层厚度对UHPC罩面受力的影响。     

混凝土桥梁裂缝成因及其防控与治理

1 混凝土桥梁裂缝原因分析 (1)荷载引起的裂缝.混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,主要有直接裂缝、次应力裂缝两种.直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝;次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝.     

正交异性钢桥面铺装层疲劳寿命的断裂力学分析

计算和分析正交异性钢桥面铺装层表面裂缝应力强度因子,在此基础上应用Paris扩展公式预测铺装层疲劳寿命。将奇异单元布置在铺装层表面裂缝前沿,建立正交异性钢桥面系三维断裂力学有限元模型,计算铺装层表面裂缝的应力强度因子;分析裂缝应力强度因子随轴载作用位置的变化规律,确定了带裂缝铺装层轴载作用的最不利荷位;以最不利荷位作为轴载作用的标准荷位,计算应力强度因子随裂缝扩展深度的变化,并数值拟合得到了应力强度因子与裂缝深度的关系式;将应力强度因子的深度关系式代入Paris公式,积分得到铺装层的疲劳寿命。计算结果表明,基于钢桥面铺装层带裂缝工作的事实,应用断裂力学方法预测钢桥面铺装层疲劳寿命是可行的。     

无砟轨道板端裂缝扩展有限元分析

为研究温度荷载作用下，无砟轨道板端裂缝的扩展与受力特性，文中基于扩展有限元法，采用有限元软件对无裂缝、初始裂缝轨道在整体升温作用下的性能分析。获得了轨道板在温度荷载作用下的裂缝发展过程及应力分布。结果表明带裂缝轨道板在整体升温作用下，裂缝沿横向扩展而沿纵向几乎不发展，裂缝处由于存在应力集中现象，带裂缝轨道板峰值应力远大于无裂缝轨道板。为无砟轨道的裂缝扩展研究和修复提供依据。     

某工程大梁裂缝成因分析

裂缝是混凝土结构中的一种常见作用效应。大多数混凝土结构构件裂缝系混凝土收缩和温度应力引起,少数裂缝由于荷载作用引起。混凝土结构在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。文章结合某工程大梁设计施工情况对其裂缝进行成因分析。     

刚性路面中的应力构成及影响因素分析

介绍了刚性路面中的应力构成，并对水泥混凝土路面接缝传荷能力对荷载应力的影响，路面板板长、板厚的变化对荷载应力、温度应力及接缝传荷能力的影响进行了分析，得出了混凝土路面板的几何尺寸设置得当，将可减少混凝土路面板由于所受应力过大而产生的断裂破坏。     

大跨度公铁两用斜拉桥公路桥面铺装层受力特点分析

为研究适合于大跨度公铁两用斜拉桥的公路桥面铺装复合结构及其控制荷位和力学指标,以武汉天兴洲大桥为例,采用有限元方法,首先建立整桥结构三维模型,计算列车荷载作用下的公路桥面力学响应,然后截取最不利梁段建立公铁两用斜拉桥公路桥面铺装复合结构模型,并以列车荷载作用下的整桥计算结果等效为复合结构模型强制位移边界条件,最后计算公路车辆荷载作用下的铺装结构力学响应,得到铺装层的控制荷载和力学指标。分析表明,考虑列车荷载作用后,公路车辆荷载中心位于纵向加劲肋一端正上方位置为公路铺装体系的横向控制荷位;考虑列车荷载作用后的铺装层最大横向拉应力峰值比不考虑列车荷载时增加了18%,给公路桥面铺装层纵向裂缝的控制、结构设计和材料试验提出更高的要求。     

连续配筋混凝土路面结构优化及性能评价

针对目前连续配筋混凝土路面(CRCP)的结构特征和缺陷,对CRCP结构进行了研发及优化设计,垫层用碎石,基层采用碾压混凝土,面层分上下两层,上面层采用橡胶水泥混凝土,基层和面层之间设沥青混凝土抗冲刷层|行车道及硬路肩1/2宽度范围内的面层设纵横向连续钢筋以及可滑移支座,硬路肩另外1/2宽度范围的部分为素混凝土,在硬路肩1/2宽度处设纵向接缝,在面层设横向诱导切缝|钢筋采用环氧树脂净浆涂层处理,横向钢筋和纵向钢筋呈30°～60°角|运用断裂力学、损伤力学理论和数值仿真法,对CRCP加铺改造后沥青层的损伤开裂进行了研究,结果表明：新的CRCP结构沥青加铺层的疲劳损伤寿命大幅提高,裂缝扩展强度大大减小,路用性能得到有效提升,经济效益显著。研究成果已有一定的工程应用,提出的设计理念及方法可为连续配筋混凝土路面的合理设计提供理论依据和参考,也可为我国道路设计理论的发展提供有益借鉴。     

A numerical investigation into the effect of pressure on holes and cracks in water supply pipes

The effect of water pressure in a pipe on the rate of leakage from leak openings in the pipe is one of the main factors influencing leakage that is still not understood sufficiently. In this study, the behaviours of different types of leak openings (round holes and longitudinal and circumferential cracks) on pressurized pipes were investigated for different pipe materials (uPVC, steel, cast iron and asbestos cement) using finite element analysis. Linear elastic behaviour was assumed. The study found that (1) pipe stresses are significantly affected by a leak opening, and can easily exceed the material's yield strength in the vicinity of the opening; (2) round holes show the smallest expansion with pressure, followed by circumferential cracks and then longitudinal cracks; (3) the areas of all leak openings increase linearly with pressure; (4) longitudinal pipe stresses affect the behaviours of round holes and circumferential cracks, but not that of longitudinal cracks; and (5) the effect of pressure on a leak opening increases exponentially with increasing hole diameter or crack length. An equation is proposed for modelling the effect of pressure on individual leaks.     

Modeling short-term tension stiffening in reinforced concrete prisms using a continuum-based finite element model

Tension stiffening is most often included in models of reinforced concrete by modifying the constitutive laws of the tensile concrete. In reality, tension stiffening is caused by the bond stress that develops at the steel–concrete interface between the primary cracks. In this paper, a modified CEB–FIP bond model is incorporated into a non-linear finite element program to accurately model tension stiffening at the serviceability limit states. The bond–slip relationship at any point along the reinforcement bar is modified to account for the local damage of the surrounding concrete, as well as the level of steel stress. A non-local analysis is undertaken to adjust the constitutive law of the bond interface element at each load step. The proposed model is shown to accurately predict the crack spacing, stresses and deformation in axially loaded tension members at typical in-service load levels.     

考虑温度与荷载耦合作用的连续配筋混凝土复合式路面损伤分析

连续配筋混凝土路面的裂缝形态和分布模式是影响路面路用性能和寿命周期的重要因素。本文采用通用有限元软件建立了CRCP+AC的复合式路面模型,并用混凝土损伤塑性模型表征CRCP面板的力学特性。通过对路面结构温度场的分析,得到沥青面层与CRCP面板厚度比的临界值为0.15,达到或超过这一临界厚度比值,沥青面层改善CRCP面板温度状况的作用才会发挥明显。在此基础上进一步分析了复合式路面在温度与荷载耦合作用下,CRCP面板结构损伤的演化规律以及裂缝张开闭合的行为特征。研究结果可以为CRCP+AC复合式路面的设计以及施工过程中的裂缝控制提供理论依据与借鉴。     

钢-UHPC轻型组合桥面结构试验及裂缝宽度计算研究

为研究钢-UHPC轻型组合桥面结构的裂缝特征,并评估现有规范公式对钢-UHPC轻型组合桥面结构裂缝宽度计算的适用性,综合考虑配筋率、保护层厚度、UHPC层厚度和栓钉间距4个因素,对40个钢-UHPC组合板进行正交试验。试验结果表明：未配筋钢-UHPC组合构件裂缝数量较少,且开裂后裂缝发展较快,密集配筋钢-UHPC组合构件裂缝细而密,在裂缝宽度为0.15mm之前,荷载-最大裂缝宽度曲线大致呈直线,钢筋屈服后,裂缝发展较快,当裂缝宽度达到0.2mm以后,裂缝数量基本趋于不变;配筋率和保护层厚度对开裂应力和平均裂缝间距的影响较大,UHPC层厚度对其影响不大。根据现有规范公式计算钢-UHPC组合结构裂缝宽度过于保守,文中根据钢-UHPC组合桥面结构的特点和裂缝扩展特征,提出钢筋应力的计算方法,计算结果和试验实测结果吻合较好;在现有规范公式的基础上,对平均裂缝间距计算公式和钢筋应变不均匀系数计算公式进行了修正,给出钢-UHPC轻型组合结构最大裂缝宽度建议公式,建议公式的计算值和试验值吻合较好。     

预应力混凝土枕螺栓孔区纵向裂纹计算分析

预留螺栓孔区纵裂是铁路预应力混凝土枕伤损的主要形式 ,使用中的轨枕发生纵裂的概率几乎是 10 0 % ,这大大缩短了轨枕的使用寿命 ,危及行车安全 .应用弹性力学理论进行了力学计算分析 ,揭示出纵裂产生的根本原因在于预压应力等产生的孔区局部拉应力过大 ,其值远远大于混凝土的抗拉强度 ,所以 ,轨枕未出厂往往就已出现微裂纹 .轨枕上道后 ,在预压应力和上拔力共同作用下 ,螺栓孔区应力分布更加不均匀 ,拉应力的数值增大 ,使纵裂更加严重 .因此 ,螺栓孔纵裂是必然的 .这一结论与现场的实际情况相吻合     

离心成型钢筋钢纤维混凝土电杆受力性能试验研究

通过试验研究了无拉线离心成型钢筋钢纤维混凝土电杆的力学性能,包括抗裂度、裂缝宽度及其分布形态、杆顶变形和极限承载力等。试验证明:掺入适量钢纤维后,电杆的抗裂度得到明显提高,裂缝宽度明显减小,裂缝间距减小,主裂缝间的裂缝呈短细非贯通性分布形态,电杆的极限承载力有所增大。结合离心成型工艺特点和钢纤维分布规律分析了其中的原因,为工程应用提供了科研依据。     

某悬索桥钢箱梁疲劳病害及处治方法研究

针对柔性铺装正交异性钢桥面板的疲劳病害难以克服、横隔板弧形切口处疲劳裂纹主要由面外变形所致等认知问题以及横隔板疲劳裂纹的合理处治方法,以某悬索桥为工程背景,通过构造尺寸、运营荷载、疲劳病害等信息的汇集,移动轮载横隔板应力及其规律分析,以及横隔板疲劳裂纹处治方案比较研究,得到以下结论：①柔性铺装正交异性桥面板采用合理的结构形式与构造细节,可确保其通常运营荷载下的疲劳寿命|②横隔板弧形切口部位轮载应力主要为面内应力,该区域疲劳开裂主要原因为面外变形的传统结论值得商榷|③弧形切口区域轮载应力幅最大加载位置为纵向距关注横隔板0.3m,横向位于横隔板关注锯齿块正上方|④轮载对弧形切口处应力幅的影响范围为：纵向两端各1.5倍横隔板间距,横向两侧各2.0倍U肋间距|⑤横隔板疲劳裂纹处治可采用“优化弧形切口”或“优化弧形切口+双面补强钢板”方法,且弧形切口和补强钢板形状可全桥统一。