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。

轻质外保温墙体温度与荷载作用的耦合效应试验研究

由不同物理力学性能材料组成的复合轻质外保温墙体,在多因素的作用下引起整体粉刷墙面的开裂、脱落等破坏现象。试验按照实际工程构造尺寸制作了两组六个试件,通过冷热箱、密封试件真空负压组合试验装置,按1∶1相似比模拟温度、重力、风力等作用,对不同因素组合工况测试各构造层在温度与荷载共同作用下的耦合效应,给出了不同工况下保温层及饰面层各测点的温度场分布规律,整理出了耦合效应的应力变化特征相关曲线。试验成果可为研究解决外保温墙面破坏问题提供借鉴。

温度和荷载耦合作用下沥青路面力学性能分析

为了预防沥青路面温缩裂缝病害,提高道路的安全性,采用理论分析和计算机仿真分析的方法,分析温度和车轮荷载耦合作用下沥青路面的受力特性和规律.得到路面面层最大拉应力是由外界温度引起的;基层处于拉应力状态是产生疲劳开裂的主要诱因.同时得到耦合作用下面层最大压应力相比车轮荷载单独作用增加了77.3%,基层最大拉应力增幅为110.2%.可见外界温度是影响路面面层和基层应力的重要因素,研究路面温度对路面应力的影响可为提高道路的安全性提出一种研究思路.

车辆-温度荷载耦合作用下的公路路面结构受力分析

当前道路往往会出现沥青混凝土桥面铺装破损等情况,主要是由于温度载荷、车辆载荷综合影响而出现的。常见的路面铺装计算模型往往只会对车辆载荷进行分析而没有对温度载荷的情况进行充分的考虑,本文通过ANSYS软件对水泥混凝土路桥面沥青混凝土铺装在温度载荷、水平载荷以及竖向载荷共同影响下的响应情况进行分析和研究,对应力和形变的状态进行判断,桥型主要使用混凝土整体式简支板桥。

梁桥在多辆车辆荷载作用下的振动分析

采用无限自由度桥梁模型对梁桥在多辆移动车辆荷载作用下的强迫振动问题进行了分析 ,给出了简支梁桥在两辆移动汽车分别以不同的车重和不同的车速作用下的跨中动位移的时程曲线 ,并与一辆汽车荷载作用下的动位移和静位移作了比较。本文对直观地了解桥梁与车辆耦合振动系统的动力特性规律和机理具有一定的参考价值。

空中轨道结构车-轨耦合模型试验研究

介绍了新型预张弦索空中轨道结构的原理与受力特点,设计了63m结构的1∶15模型并进行了试验.通过不同弦索张拉力、不同移动荷载和不同行车速度三个因素的近90种组合,对空中轨道结构的部分静力与动力性能进行了研究,对移动荷载和行车速度影响下的弦索应力响应、结构动态挠度变化进行了测试.通过对动力放大系数的分析,提出特定张力、荷载与速度间的关系,为空中轨道真实结构的研究和应用提供理论依据.

考虑附加变形的公路-磁浮合建桥车桥耦合动力响应研究

为了解温度变化和汽车荷载布置引起的附加变形对大跨度公路-磁浮合建桥及磁浮列车动力性能的影响,以某三塔四跨公轨合建大跨度斜拉桥为背景,采用UM及ANSYS软件建立磁浮列车、桥梁、悬浮控制器模型,分析温度、汽车荷载作用下的附加变形对车桥动力响应的影响。结果表明:温度附加变形对桥梁及磁浮列车的动力响应影响较小;汽车偏载作用对桥梁和磁浮车辆的横向动力响应影响较明显,6车道对称布载作用对磁浮列车的加速度和Sperling指标的影响不大,但悬浮间隙波动范围增大了30%;汽车荷载对公轨合建桥梁车桥动力响应的影响较大,需予以重点考虑。

长寿命路面应力吸收层有限元分析

在长寿命路面结构中,由于PCC板的接缝处为薄弱环节,容易引起面层的反射裂缝。为了缓解和抑制反射裂缝,延长路面结构使用寿命,在PCC板和AC层之间设置应力吸收层。该文应用Ansys有限元软件,分析计算荷载应力和温度应力对应力吸收层产生的影响及两者耦合作用对其的影响,并计算了层间板缝处的各种应力。

弯梁桥常见问题分析

通过工程实例 ,介绍弯梁桥目前存在固结墩墩身开裂、梁内侧支座脱空、梁体向外侧移和翻转等主要问题。根据弯梁的“弯扭耦合”等受力特性分析了产生问题的主要原因包括恒载作用、温度荷载、预应力作用和活载作用等因素 ,进一步从设计上相应提出了构造上尽量采用大半径、小联长的弯桥 ;预设桥墩的偏心距 ;对径向位移作一定的限制和设置扁担横梁等建议。

利用混凝土损伤塑性模型评价CRCP+AC复合式路面的损伤演变

在连续配筋混凝土复合式路面(CRCP+AC)的研究中,CRCP面板的裂缝形态和分布模式是影响今后路面使用性能和生命周期的重要因素。研究采用ABAQUS有限元程序中的混凝土损伤塑性模型(CDP)表征CRCP面板的力学特性,结合三维瞬态热传导分析的温度场数据,分析了变温条件下的结构损伤情况;并进一步分析复合式路面在温度变化和交通荷载耦合作用下,CRCP面板损伤的演化规律以及裂缝张开闭合的行为特征。研究认为沥青面层的作用不仅仅局限在功能性方面,它可以明显改善CRCP面板的受力状况;复合式路面设计中应根据CRCP面板的温缩性能和损伤性能综合考虑沥青面层的合理厚度。

不同沥青路面结构改造方案比选

随着我国公路建设的快速发展,沥青路面作为一种主要的路面结构形式被广泛接受与应用。但随着交通运输量的与日俱增,沥青路面结构易被损坏的特点成为困扰我国公路建设的一大难题。本文以东南沿海某城市沥青路面改造工程设计方案为背景,运用Abaqus仿真软件,模拟了温度和移动荷载耦合作用下5种不同路面结构的力学指标与承载性能。通过比较分析,对不同路面改造方案进行比选,研究结果表明:(1)各结构面层温度应力与全天气温变化密切相关,不同结构面层的温度应力随时间变化情况大致相同。温度对路面结构影响主要集中于基层。(2)对于沥青路面结构,在温度和移动荷载耦合作用下,路面承载性能与结构基层厚度,基层刚度呈现正相关。在实际设计施工中,宜适当增大路面结构基层厚度与刚度,以提高路面结构承载性能与使用功能。(3)综合几种路面结构在温度与移动荷载耦合作用下的承载性能表现,传统半刚性路面结构(结构1与结构5)承载性能最差,组合式基层路面(结构3和结构4)次之,碾压混凝土路面结构(结构2)表现最优。故在实际路面改造提升设计中,建议选取结构2碾压混凝土路面结构作为路面提升改造方案。

钢桥面铺装粘弹性力学分析

由动态力学试验数据通过粘弹性力学关系式转换,得到用Prony级数进行数值表征的广义Maxwell模型参数。在此基础上,以九江长江公路大桥为例,通过有限元建模,模拟分析荷载-温度耦合作用下钢桥面铺装面层表面的应变状态,计算得到典型温度下4种铺装结构表面最大横向弯拉应变及其分布特征。结果表明,某温度下的一个加载过程中,任一荷位出现最大表面横向弯拉应变的位置在横断面上的分布是不同的,而双层环氧沥青混凝土铺装结构增加Eliminator防水粘结层可有效降低铺装表面最大横向拉应变。

基于黏弹性力学分析和线性累积疲劳损伤理论的钢桥面铺装疲劳寿命预估

对常用于钢桥面铺装表层的SMA沥青混凝土和环氧沥青混凝土进行-10℃、0℃和15℃四点弯曲疲劳试验,得出疲劳曲线和疲劳方程;使用动态剪切流变仪(DSR)、Q800动态热机械分析仪(TMA)和UTM-25伺服液压系统对SMA沥青混凝土、浇注式沥青混凝土、环氧沥青混凝土、Eliminator防水黏结层、环氧沥青和改性乳化沥青等常用钢桥面铺装材料进行动态力学试验,获取黏弹性力学参数,并进行有限元数值模拟,得出荷载温度耦合作用下铺装表面最大横向弯拉应变。计算江西九江长江公路大桥不同温度区域下的交通量,根据线性累积疲劳损伤理论预估钢桥面铺装的使用寿命。结果表明:环氧沥青混凝土铺装结构疲劳寿命预测结果优于浇注式沥青混凝土铺装结构,后者更适合于北方寒冷地区的气候条件,双层环氧沥青混凝土增加Eliminator防水黏结层后能显著提高其使用寿命。