市政弯坡组合钢箱梁桥面沥青铺装层力学响应研究

建立钢箱梁桥面铺装三维有限元模型,在最不利荷位研究基础上分析铺装层模量及纵横向力对铺装层受力影响。结果表明：跨中为横向分量最不利荷位,横隔板边缘为纵向最大最不利荷位;上层铺装模量升高可降低层顶的拉应变,下层模量过高会增大层底剪应力;纵向制动力和横向离心力分别会增大铺装纵横向响应。     

超薄白色罩面(UTW)结构设计方法

为了研究半刚性基层沥青路面上超薄白色罩面(UTW)结构设计方法,采用三维有限元方法计算了UTW路面结构的荷载应力。通过计算确定了UTW路面的设计荷位为纵缝边缘中部。基于基层顶面当量回弹模量(Et)和旧沥青层模量(Ea)及统计分析结果,提出结构强度综合系数为Rj=E(t1/3)×log(Ea),得到了Rj<17时的板厚设计图表,并验证了Rj<17适用于我国大部分需要修复的沥青路面的路况。借鉴水泥混凝土路面设计规范,在考虑疲劳及可靠度的基础上,提出了考虑温度和荷载综合影响的UTW路面结构设计计算公式,并通过足尺试验验证了该设计方法的可行性,同时对确保UTW层间黏结的施工方法进行了探讨。最后探讨了UTW路面结构的适应性,并指出其在重载高等级道路的适用性尚需实体工程进一步验证。     

适用于水泥混凝土桥加铺薄层罩面的粘层材料优选

采用ABAQUS非线性有限元软件计算了不同层厚、超载、刹车工况下的层间横向剪应力、纵向剪应力和层间拉应力,提出了水泥混凝土桥加铺薄层罩面用粘层材料的技术要求,并优选出了适用于水泥混凝土桥加铺薄层罩面的粘层材料。结果表明,不同工况下层间应力变化幅度为:纵向剪应力横向剪应力层间拉应力;车辆超载和极端刹车是最不利工况,铺装层厚度对层间力学响应影响较小;提出粘层材料的主要技术要求为:25℃条件下的附着力拉拔强度、复合件剪切和拉拔强度分别不小于1.2、0.75、0.4 MPa;优选出了不粘轮乳化沥青粘层材料,其抵抗层间剪应力和拉应力的能力较强,不粘轮性能优异。     

火力发电厂刚性基层环氧树脂混凝土路面层间黏结性能有限元分析

重点研究了基面层厚度、基面层模量、超载、车辆行驶状态以及不同基面层间接触状态对行车方向、路宽方向上的基面层间剪应力最大值的影响。研究结果表明、增大基面层模量,对于提高层间黏结性能作用不大;增大基面层厚度,对于提高层间黏结性能有利,但考虑到造价等多方面因素的影响,如何合理确定面层厚度,是路面敷设层铺装前必须解决的问题。随着车辆超载量的增加,路面结构层间抗剪能力不断减小,应严格控制超载超限运输;车辆在启动、制动情况下,层间剪应力有较大幅度的增大,是导致路面层间黏结性能失效的关键因素,应引起高度重视;良好的层间接触条件将在一定程度上提高层间黏结性能,从而有效提高路面结构的使用性能及使用寿命。     

钢桥面铺装材料优化设计与工程应用

为了对钢桥面铺装进行优化设计,首先通过有限元力学分析不同厚度、模量的刚度过渡层受力情况,然后对不同铺装材料的模量尽心分析,同时研究材料模量与荷载因素对应力应变的影响。结果表明,随着刚度过渡层模量和厚度的增加,顶面的拉应变显著降低,而且拉应变沿铺装层厚度方向分布的趋于平缓,突变减小;铺装层底面、铺装层顶面拉应变与刚度过渡层厚度基本成线性关系。环氧沥青混凝土在整体温度区域上弯拉模量显著高于SBS改性沥青SMA,TAF环氧沥青混凝土的弯拉模量显著高于Chem Co环氧沥青混凝土;随温度的升高,各种材料的模量逐渐降低;环氧沥青材料的应力随模量增加而降低;环氧沥青铺装结构的横向拉应变和层间剪应力受超载影响显著。海湾大桥环氧沥青钢桥面铺装得到较好的工程验证。     

不同类型基层设计参数计算分析研究

采用正交分析方法,选取基层厚度、基层模量和底基层模量作为主要影响因素对沥青路面不同类型基层设计参数进行计算分析。路面结构设计中关键因素的正交敏感分析表明,各结构因素的敏感性大小排列为基层厚度底基层模量基层模量;路面承载力计算结果表明,路面承载能力大小排列为刚性基层半刚性基层柔性基层。考虑路表弯沉、基层层底拉应力、底基层层底拉应力3项指标和路面的经济性,提出了3种基层类型下沥青路面推荐厚度值。     

水泥稳定碎石设计参数研究

基于重载交通和现代测试技术的发展,采用材料试验机(MTS)环向引伸仪法实测了水泥稳定碎石的回弹模量和泊松比,并用BISAR程序计算了回弹模量和泊松比的变化对给定路面结构剪应力和拉应力的影响规律.结果表明:水泥稳定碎石的回弹模量和泊松比均随荷载的增加而增加;水泥稳定碎石回弹模量和泊松比的变化对路面结构剪应力和拉应力的影响不明显;超载对路面结构剪应力和拉应力的不利影响显著.     

温度荷载作用下连续箱梁桥铺装层力学分析

以安景高速公路黄梨大桥为背景,采用ABAQUS有限元分析软件,建立了连续箱梁桥三维整体分析模型。分别讨论了降温幅度、铺装材料线膨胀系数、铺装层材料模量以及铺装层厚度等因素对铺装层温度应力的影响。研究结果表明：铺装层力学响应与降温幅度以及材料线膨胀系数呈线性关系;铺装层内最大拉应力以及层底纵向最大剪应力随着铺装层模量的增大而增长;铺装层厚度的增加能小幅改善层底剪应变水平,但同时将导致铺装层拉应力水平的提高。     

基于BISAR软件的路面结构受力分析

运用BISAR3.0计算程序对半刚性基层沥青路面结构进行分析,在不同的半刚性材料模量,不同层间接触以及不同荷载作用下,分析路表弯沉、半刚性基层层底拉应力和沥青面层层底拉应力三个指标的变化。由此得出不同情况下路面结构的受力规律,为路面结构设计提供参考。     

不同拉压模量对沥青路面力学计算的影响分析

沥青的混合料以及水泥混凝土实际上在拉应力和压拉应力大小相同的情况下拉应变与压应变不相同,拉、压模量存在一定的差异,需要从拉、压模量差异对路面力学计算的影响作分析.文章提出通过用有限元软件计算各面层拉、压模量变化,拉、压模量比对沥青路面结构层底拉应变、面层内部剪应力、基层层底拉应力和土基顶压应变等进行分析的方法.结论:采用不同拉、压模量对于沥青路面力学计算有一定的影响,解决了沥青路面力学计算设计参数不合理的问题.     

半刚性基层沥青路面耐久性对设计影响分析

利用JTG D50—2006《公路沥青路面设计规范》中路面各结构层层底拉应力验算公式和BISAR3.0设计分析软件,对半刚性基层沥青路面疲劳寿命及影响因素进行了分析。分析结果表明,延长路面使用寿命的关键是增加半刚性基层和底基层的疲劳寿命,减小在行车荷载作用下的半刚性基层和底基层层底的拉应力。这可通过增加路面各结构层厚度和土基模量等措施获得,而其中增加底基层厚度和土基模量是既经济又有效的措施。     

混凝土路面传力杆界面应力分析

为了研究混凝土路面传力杆处应力分布规律及接缝传荷能力,建立水泥混凝土横向接缝三维有限元模型,对不同面板厚度、不同传力杆直径工况下的应力分布规律及传力杆松动对接缝传荷能力影响进行分析。研究结果表明:界面混凝土最大主拉应力随面板厚度的增加而降低,最大剪应力随面板厚度增加呈现先增大后减小趋势,界面混凝土最大主拉应力和最大剪应力随传力杆直径的增加均呈现先增大后减小的趋势;传力杆松动情形下,最大主拉应力和最大剪应力变化幅度较小,但接缝传荷能力下降明显,松动间隙由2 cm增大到6 cm时,传荷系数由93.2%降低到76.1%。     

旧水泥路面碎石化加铺半柔性路面结构力学特性分析

本文采用ABAQUS有限元分析法建立了半柔性路面计算模型,模拟计算了水泥混凝土路面加铺半柔性路面应力,分析了不同因素对单层和双层加铺结构力学特性的影响。结果表明,对于旧板破碎化后加铺半柔性路面结构的应力,主要影响因素有半柔性层的模量和厚度以及碎石化旧板的模量,对于双层结构还包括了沥青混凝土层的厚度,增大沥青混凝土层厚度可以降低加铺层层底应力,其他因素则影响相对较小。此外,旧水泥路面碎石化加铺单层半柔性路面结构层厚度宜达到10cm以上,同时采用打裂压稳技术并保留旧板有足够的承载力,以降低半柔性层层底拉应力。     

基于横观各向同性倒装式沥青路面结构分析

基于所建的横观各向同性层状弹性体系解,分析了碎石材料横观各向同性特性对倒装式沥青路面结构的影响,分析结果表明,随着碎石材料水平模量的减小,路表弯沉和沥青层底拉应变是增加的,而半刚性基层底部拉应力和路基顶部压应变却是减小的。沥青面层的厚薄较为严重地影响路表面弯沉、沥青层底拉应变和路基表面压应变,碎石材料的横观各向同性特性对于稍厚一点的沥青面层的路面结构影响不是很大。     

土工格栅加筋对沥青路面影响的数值分析

应用复合材料力学原理和层状弹性体系理论对土工格栅沥青路面进行了力学分析。通过对计算结果中的应力、应变和位移分析,揭示了土工格栅的增强机理和防裂作用,同时还计算出加筋可以减薄路面厚度,而且 C-AC 层模量越大对加筋效果的影响越明显,但是同时也增大了基层底部的弯拉应力,可为路面设计提供参考。     

弯剪组合作用下点支承玻璃承载性能的试验研究

点式玻璃幕墙玻璃面板在实际工程中通常在弯剪组合作用下工作。本文在试验的基础上分析了不同荷载作用下板内应力分布状况,找出弯剪组合作用下的应力控制点。本文指出,面内剪力对于孔边应力影响较大,且易引起紧固件的弯曲变形;在弯剪组合作用下,玻璃板孔边、大面中心及板边中点的应力均有可能起控制作用;当面外荷载使紧固件受拉时,面内剪力的影响很小,可以忽略,当面外荷载使紧固件受压时,应该考虑面内剪力对板承载性能的削弱作用。以上研究为进一步完善点式玻璃板的设计提供了依据。     

基层模量对重载交通沥青路面受力特性的影响分析

基层模量的取值将直接影响到路面结构的受力特性,它是是路面设计的重要力学参数之一。本文系统分析基层模量变化对重载交通沥青路面路表弯沉、基层层底拉应力、底基层层底拉应力的影响,并阐述了其影响规律。结果表明．基层模量对重载交通沥青路面的受力与变形特性具有显著的影响,提高基层模量值将显著减小路表弯沉值底基层层底拉应力,而基层本身的层底拉应力值将增大,需要在路面设计中充分重视。     

乳化沥青-水泥稳定碎石半柔性基层沥青路面力学性能研究

本文针对干线公路沥青路面防治反射裂缝的需求,开展了抗裂嵌挤型水泥稳定碎石沥青路面结构研究。通过路面结构力学分析模型的建立,研究半柔性基层层底拉应力、剪应力、弯沉与基层模量、厚度、结构层之间界面联结能力等因素的关系,得出半柔性基层代替半刚性基层有利于提高路面的抗裂能力等有益结论,并通过江苏省237省道工程的工程实践,证实16cm乳化沥青-水泥稳定碎石用于上基层,或两层16cm乳化沥青-水泥稳定碎石基层满足路面结构设计要求。     

铺装层参数对钢桥面铺装结构温度应力的影响

在钢桥面铺装的受力和破坏过程中,温度荷载的影响不可忽视。以厦门海沧大桥主跨为背景,采用ANSYS有限元软件,建立钢桥面铺装模型,讨论高温下钢桥面铺装层的厚度和弹性模量对钢桥面铺装结构温度应力的影响。结果表明铺装层厚度的增大会导致铺装层内的温度正应力的减小,结构的剪应力和层间接触应力却随之增大。铺装层的弹性模量对铺装结构的影响十分显著,随着铺装层弹性模量的增大,铺装结构的温度应力有较大的增长。     

嵌入式基础叠合式地下室外墙板受力性能与嵌入深度研究

为研究采用嵌入式基础的叠合式地下室外墙板在平面外土侧压力作用下的受力性能,对9个嵌入式基础叠合墙板试件和1个作为对比的现浇混凝土试件进行了静力加载试验,观察两种不同试件的破坏过程和最终的破坏模式,并评估基础嵌入深度、墙板外侧纵筋配筋率、基础外侧杯壁厚度、基础与墙板间接触面是否采用粗糙处理等主要参数对嵌入式基础叠合墙板受力性能的影响。在此基础上,借助有限元分析确定叠合墙板嵌入式基础的计算模型,并给出具体的设计方法,进一步通过理论分析给出基础嵌入深度这一关键几何参数的建议值和取值范围。