文档介绍：硕士学位论文
寒冷地区连续配筋混凝土路面温度应力分析和配筋设计
Thermal Stress Analysis and Rebar Design On Continuously Reinforced Concrete Pavement in Cold Region
提要
CRCP混凝土路面板在温度发生变化时将产生温度应力,由于受到钢筋和地基摩阻力的作用,当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时,混凝土产生裂缝,而由于钢筋的约束作用,将减小路面板的裂缝宽度。本文主要对CRCP受温度应力时的简化力学模型进行了分析研究,通过对比考虑地基摩阻力与不考虑地基摩阻力的计算结果,可以看出地基摩阻力对CRCP的影响很小,在实际中可以不考虑地基摩阻力。以此为基础,建立不考虑地基摩阻力的ANSYS有限元模型,在有限元模型中,用SOLID65单元来模拟混凝土, LINK8单元来模拟钢筋, BIN14单元(弹簧单元)来模拟钢筋与混凝土之间的粘结和滑移。通过有限元模型,计算钢筋与混凝土在各个点的位移和应力,并把有限元计算结果同理论公式得到的结果进行对比,两种结果比较吻合,说明建立的有限元模型是正确的。用建立的有限元模型分析了裂缝间距、钢筋和混凝土之间的粘结刚度系数、配筋率、材料线膨胀系数等参数变化对裂缝宽度、钢筋和混凝土的应力等的影响规律,并把得到的规律应用到CRCP的配筋设计中。最后用建立的有限元模型对CRCP配筋设计进行了设计优化计算,配筋计算结果显示,在吉林省这样的寒冷地区,%,钢筋直径20mm是适宜的。
关键词:CRCP;温度应力;有限元;配筋设计
目录
第1章绪论 1
问题的提出 1
国内外研究概况 3
CRCP的发展历程 3
CRCP设计方法的发展 4
5
第2章 CRCP温度应力理论分析 7
素混凝土路面板温度应力与变形 7
7
温度应力和温度变形 9
连续配筋混凝土板模型 11
12
13
CRCP混凝土路面板在钢筋和基层约束条件下温缩力学模型 14
CRCP干缩应力 20
小结 22
第3章 CRCP温度应力有限元数值解 23
连续配筋混凝土路面有限元模型 23
24
24
26
27
ANSYS有限元求解 31
ANSYS有限元模型建立和网格剖分 31
32
ANSYS求解 33
37
小结 45
第4章 CRCP路面配筋优化设计 46
板厚设计 46
设计参数 46
设计方法 48
49
钢筋布置位置 49
设计参数 49
设计方法 51
配筋计算 52
小结 55
第5章结论与展望 56
结论 56
展望 57
参考文献 58
摘要 I
ABSTRACT III
感谢
导师及作者简介
第1章绪论
进入21世纪以后,我国经济继续保持快速健康增长,交通基础设施建设蓬勃发展。到2004年底,,居世界第二。根据交通部公布的《国家高速公路网规划》,从2005年起到2030年,国家将斥资两万亿元,,。水泥混凝土路面和沥青混凝土路面是我国高等级路面的最主要型式。
问题的提出
在我国现有的水泥混凝土路面中,以普通水泥混凝土路面(JCCP)为主。然而由于普通水泥混凝土路面存在收缩缝和胀缝,不仅增加了施工的复杂性,而且降低了路面平整度,影响行车舒适性。同时,接缝处成了路面的薄弱位置,在对107、104、和205国道等多条水泥混凝土路面的调查中发现[1~3],在接缝处容易引起渗水、唧泥、错台、脱空等各种病害,成为混凝土板断裂、破碎等严重病害的隐患。因此,尽快研究适应交通运输发展新趋势及要求的高品质水泥混凝土路面,已成为公路科研工作者面临的重要课题。连续配筋混凝土路面(Continuously Reinforced Concrete Pavement),简称CRCP,正是这样一种高品质的水泥混凝土路面,它在混凝土面板的适当位置配置连续的足够数量的纵向的