原文传递
水泥混凝土路面板温度翘曲与轴载耦合作用分析
| 论文题名： | 水泥混凝土路面板温度翘曲与轴载耦合作用分析 |
| 关键词： | 混凝土路面;路面开裂;温度翘曲;轴载耦合 |
| 摘要： | 水泥混凝土路面在日常的使用中无可避免的会产生裂缝，目前我国公路水泥混凝土路面设计规范中主要是控制临界荷载位置处不出现温度和荷载疲劳应力叠加造成的板底-板顶横向开裂为主，然而在实际的水泥混凝土路面上，纵向裂缝和板角开裂所占的比例较多，尤其在黑龙江地区水泥路面板的纵向开裂是其主要破坏形式，这些在我国水泥路面设计规范并没有充分考虑。水泥混凝土路面板在自身存在温度梯度的时候，板体会产生翘曲，此时，水泥混凝土路面板不再是规范中认为的弹性地基上的平板，而是一个曲面板，在荷载的作用下其受力状况也将发生变化，将会引起不同于规范中考虑的开裂方式，为此，本文通过有限元方法，开展了温度和轴载耦合作用下水泥路面板力学响应的计算，并对潜在的开裂方式进行了分析。对于水泥混凝土路面温度应力和荷载应力的研究，国内外学者的主要是将温度应力和荷载应力分开考虑，与水泥混凝土路面实际工作状态有所差别。本文的研究思路是针对温度和轴载的耦合作用工况下，分析水泥混凝土路面板的力学响应，目前国内外研究的较少。 本文建立了水泥混凝土路面板的温度翘曲有限元计算模型，并验证了该模型的正确性。其次建立了负温度梯度和轴载耦合作用下的有限元计算模型，对不同轴型（单轴、双轴和三轴）和不同板尺寸下的力学响应进行了计算分析，得到了不同工况下水泥路面板容易产生的开裂方式。然后针对不同层间接触状况（完全连续和完全光滑）下板内最大温度翘曲应力进行了分析，同时模拟了存在接缝约束时水泥路面板的翘曲变形和翘曲应力分析。最后，通过对公路上行驶车辆的调查数据，得到了行驶车辆的轴距分布规律，并根据该分布规律分析了在温度和轴载作用下轴距对板长的影响，同理研究了轮距对板宽的影响，从受力方面提出了适合的水泥混凝土路面板尺寸范围。 |
| 作者： | 郑秉乾 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 马松林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
