連續(xù)配筋混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方法研究

第!卷第"期"##!年$月交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)%&’()*+&,-(*,,./*)0-(*)12&(3*3.&)4)5.)66(.)57&+8!9&8"%’)6"##!文章編號:!$A!;!$<A>"##!C#";##?A;#$連續(xù)配筋混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方法研究胡長順D曹東偉長安大學(xué)公路學(xué)院D陜西西安>A!##$BC摘要:連續(xù)配筋混凝土路面>是一種高性能混凝土路面結(jié)構(gòu)型式D對FCFGFHGFH設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了系統(tǒng)研究I在荷載應(yīng)力分析中D將F建立了正交各向異性薄膜單GFH中縱向鋼筋作連續(xù)化處理D元D對考慮裂縫條件下的F得到了FGFH荷載應(yīng)力進(jìn)行了三維有限元分析DGFH的兩種臨界荷位并與普通混凝土板的荷載應(yīng)力進(jìn)行了對比I在溫度應(yīng)力分和配筋率等參數(shù)對板底應(yīng)力的影響規(guī)律D析中D建立了考慮鋼筋與混凝土間粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系的F并GFH溫度應(yīng)力計(jì)算模型與微分方程D求得F分析了參數(shù)的敏感性和混凝土徐變所引起的松弛應(yīng)GFH在降溫和干縮變形作用下的解答D力效應(yīng)I解析法和數(shù)值法相結(jié)合D計(jì)算分析了F給GFH端部錨固力與凸形錨固地梁的應(yīng)力和位移D出了端墻部分設(shè)計(jì)參數(shù)的建議值及用于端部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算諾謨圖I同時(shí)進(jìn)行室內(nèi)模型試驗(yàn)D驗(yàn)證了理論分析結(jié)果I最后給出了F為中國制GFH板厚與配筋設(shè)計(jì)及端部錨固結(jié)構(gòu)的成套設(shè)計(jì)方法D定相應(yīng)規(guī)范提供了參考依據(jù)I關(guān)鍵詞:連續(xù)配筋混凝土路面J荷載應(yīng)力J溫度應(yīng)力J錨固端J設(shè)計(jì)方法中圖分類號:!$8#!KB文獻(xiàn)標(biāo)識碼:LMNOPQRQSTUNVPQWXYZN[\QOPW[W]^WNOTN_W_S‘YaQTN]WXbQ[>C^WNbXQOQcZdQeQNO^a^c;Dh;fghijklminkopqrklstu>DF{D}{!##$BDFCv/w&&+&,x.5wy*zw*)5*)K).|6(1.3z.*)Aw.)*:F>C.~!SOXZbO&)3.)’&’1+z(6.),&(/60/&)/(6362*|6"6)3FGFH1&)6&,w.5w26(,&("*)/6/&)/(636EL1E#2*|6"6)313(’/3’(61z136"*3./*)*+z1.1&)FGFH061.5)2(.)/.2+61.1/&)0’/360)3w6;D3|6w./+6+&*013(611*)*+z1.1w6&(3w&5&)*+*).1&3(&2./"6"$(*)6"&06+.1613*$+.1w60$z3(6*3.)53w6+&)5.3’0.)*+$*(1*1/&)3.)’’"D*)03w(660."6)1.&)*+,.).366+6"6)3*)*+z1.1.1/*((.60&’3E-E#y.3w/&)1.06(.)53(*)1|6(16/(*/%y&/(.3./*++&*02&1.3.&)1*(6,&’)0&’3)3w6("*+13(611D3*)*+z1.1w6/*+/’+*3.&)"&06+*)06&’.+.$(.’"0.,,6(6)3.*+6&’*3.&)1*(6613*$+.1w60&)3w6$*1.1;E-&)01+.2/&)13.3’3.|6(6+*3.&)$63y66)3w6(6.),&(/60$*(1*)0/&)/(636w6&,(616*(/w.)53w6$*)*+z3./1&+’3.&).106(.|603&/*+/’+*363w613(611*)00.12+*/6"6)3’)06(3w636"26(*3’(60(&2E-*)0/&)/(6361w(.)%*56w62*(*"636(’116)1.3.|.3z*)013(611(6+*(*3.&)/*’160$z/&)/(636EK1D3/(662*(6*)*+z)60.)5)’"6(./*+"63w&01*)0*)*+z3./"63w&01w6*)/w&(,&(/6*3FGFHD*D36)01.1/*+/’+*360)03w60.12+*/6"6)3*)013(611&,3(6/w+’51*(6*)*+z)60w6061.5)E-2*(*"636(1*(6(6/&""6)060*)03w6061.5))&"&5(*"1*(62(&|.060w6.)0&&("&06+3613.1E-D/*((.60&’33&|6(.,z3w63w6&(63./*+|*+’61w6"63w&0,&(061.5).)5FGFH1+*$3w./%)611E"6)3*)06)013(’/3’(6.12(&|.060(6.),&(/6:/>CJ+J3J*QY+WX[S&)3.)’&’1+z(6.),&(/60/&)/(6362*|6"6)3FGFH&*013(611w6("*+13(611"63w&0收稿日期:"##!;#<;!=萬方數(shù)據(jù)基金項(xiàng)目國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目:>?@AA=#BAC作者簡介:胡長順>男D陜西扶風(fēng)人D長安大學(xué)教授D博士生導(dǎo)師D從事路面結(jié)構(gòu)理論研究E!@??;CD年連續(xù)配筋混凝土路面!是在縱向連續(xù)配%"#"$施工時(shí)不設(shè)接縫的一種高性能置足夠數(shù)量的鋼筋&混凝土路面結(jié)構(gòu)’"#"$消除了普通混凝土路面的具有行車舒適性好&承載能力高&使用壽橫向接縫&命長&養(yǎng)護(hù)維修少等優(yōu)點(diǎn)’"#"$與公路交通運(yùn)輸發(fā)展趨勢相適應(yīng)&目前在國外已得到較多應(yīng)用&國內(nèi)也逐漸引起人們的重視’本文分析了"#"$荷載應(yīng)力(溫度應(yīng)力和端部錨固結(jié)構(gòu)&并提出了可用于工程*+實(shí)踐的設(shè)計(jì)方法)’臨界荷位是軸載作用在縱向自由中邊部&記為臨界當(dāng)橫向裂縫間距在*荷位/023234與/4之間時(shí)&應(yīng)分別對兩個(gè)荷位進(jìn)行荷載應(yīng)力驗(yàn)算&取最大值作為控制應(yīng)力’,-5參數(shù)分析影響"板的平面#"$荷載應(yīng)力的主要因素有.尺寸(混凝土模量(土基模量(板厚(配筋率和鋼筋位置等’圖*與圖/示出了不同臨界荷位時(shí)"#"$板底應(yīng)力隨板厚的變化情況’計(jì)算分析表明&無論何種,荷載應(yīng)力分析,-,計(jì)算模型"#"$與普通混凝土路面的區(qū)別在于.縱向連續(xù)配筋&裂縫處傳荷能力強(qiáng)&裂縫間距!板長%隨機(jī)變化’"#"$荷載應(yīng)力分析時(shí)&若考慮橫向裂縫則很難得到解析解)/+&采用有限元法求解的關(guān)鍵是連續(xù)配筋的模型化’由于"#"$鋼筋在混凝土中是以一定的間距離散分布的&較簡單的模型是將每根鋼筋作為桿單元考慮&但這樣會使計(jì)算模型十分復(fù)雜&建模工作量較大’根據(jù)連續(xù)配筋混凝土路面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及力學(xué)特性&將鋼筋作連續(xù)化處理&使之等效為一具有正交各向異性的材料特性的均質(zhì)薄層&即沿縱向鋼筋對混凝土有明顯的加強(qiáng)&而其它兩個(gè)方向沒有強(qiáng)化作用&從而提出了正交各向異性的薄膜單元&根據(jù)正交各向異性材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和幾何方程&可以得到薄膜單元的剛度矩陣&建立考慮裂縫條件下"#"$荷載應(yīng)力分析有限元模型’為驗(yàn)證模型正確性和可靠性&在相同參數(shù)條件下進(jìn)行了兩個(gè)方面的計(jì)算比較.一是與"#"$無限長板的荷載應(yīng)力解析解)/+進(jìn)行對比0二是與鋼筋用桿單元的模型進(jìn)行對比’結(jié)果表明兩種方法相差很小&但本文提出的有限元模型計(jì)算簡便&且計(jì)算精度也是可以保證的&能夠有效地研究"#"$在車輛荷載作用下的應(yīng)力狀態(tài)’,-1臨界荷位荷載工況考慮雙輪組輪載與軸載&作用位置主要考慮板相鄰裂縫中部與橫向裂縫一側(cè)&對"#"$的車輛荷載作用不利位置展開分析’由于裂縫間距不等&"#"$板的不利荷位與裂縫間距有關(guān)&通過車輛荷載在路面的各種可能作用位置!縱縫與橫縫(板中與板角及不同裂縫間距%時(shí)板底應(yīng)力的對比分析&得到了"#"$的兩種臨界荷位.當(dāng)橫向裂縫間距小于*234時(shí)萬方數(shù)據(jù)&臨界荷位是輪載作用于橫向裂縫中部一側(cè)&記為臨界荷位*0當(dāng)裂縫間距大于/234時(shí)&臨界荷位&應(yīng)力都隨著板厚和地基模量的增加而減小&隨混凝土模量增加而增大&這些規(guī)律與普通混凝土板的規(guī)律是相同的’配筋率變化會改變鋼筋的傳荷能力&對臨界荷位/時(shí)&縱向配筋率的增大將引起板內(nèi)最大主應(yīng)力的減小0對臨界荷位*&縱向配筋率的增大將導(dǎo)致板內(nèi)最大主應(yīng)力的略微增大&且都是在橫向裂縫較密(間距較小時(shí)&路面板底應(yīng)力受配筋率的變化影響較大&當(dāng)裂縫間距較大時(shí)&縱向配筋率對應(yīng)力的影響較小’對于縱向配筋在板厚截面的位置&計(jì)算分析表明&鋼筋配置在板厚*6/處是產(chǎn)生荷載應(yīng)力最小的位置’力略有增大&與目前常用的普通尺寸混凝土板相比&連續(xù)配筋混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方法研究由于!板底應(yīng)力要"!#的裂縫間距要小于其板長$明顯減小%當(dāng)車輛荷載作用于臨界荷位&時(shí)$!"!#的板底應(yīng)力要小于’且在裂縫間距較小時(shí)板底應(yīng)$!!#力減小的幅度較大$表明!"!#通過其配筋的傳荷作用$減小了板底的最大應(yīng)力$使板處于有利的工作狀態(tài)%式中,為鋼筋剛度貢獻(xiàn)率.N為!"!#裂縫間距.<O為!"!#配筋率.P為鋼筋和混凝土的模量比.R4為鋼筋的直徑.M4為鋼筋和混凝土間的粘結(jié)剛度系其中7NL&$7O$7=<P>?數(shù).++:;為!"!#設(shè)計(jì)溫差.89S222分別為混凝土模量+線脹系數(shù)和截面積.+8944分別為鋼筋的模量和線膨脹系數(shù)%混凝土硬化過程中的水化作用和水份的揮發(fā)會使混凝土產(chǎn)生干縮變形$變形受到連續(xù)配筋約束時(shí)(!"!#溫度應(yīng)力分析!"!#配筋的目的是通過鋼筋約束限制裂縫寬度$防止雨水下滲銹蝕鋼筋$保證路面使用耐久性%()*計(jì)算模型配筋設(shè)計(jì)中考慮的主要荷載是降溫和干縮$溫度應(yīng)力包括路面板平均降溫引起的溫縮應(yīng)力與溫度梯度產(chǎn)生的翹曲應(yīng)力%若建立!"!#裂縫間距+裂縫寬度與荷載間的關(guān)系$必須在溫度應(yīng)力分析中考慮鋼筋混凝土間的粘結(jié)與滑移作用%本文在分析中采用了鋼筋和混凝土間的線性粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系$即鋼筋與混凝土間的粘結(jié)應(yīng)力與兩者間的相對滑移成正比%地基對!"!#路面板的約束作用可歸為兩種介質(zhì)接觸面上剪應(yīng)力與兩者相對位移關(guān)系的問題$在考慮地基摩阻力時(shí)應(yīng)用了三種計(jì)算模型,-線性模型$即認(rèn)為地基摩阻力與結(jié)構(gòu)的位移成正比$其比例系數(shù)稱為地基摩阻系數(shù)./分段線性模型$地基摩阻系數(shù)在不同范圍內(nèi)為不同常數(shù).0雙曲線模型$地基摩阻系數(shù)隨結(jié)構(gòu)位移而變化%()(溫縮應(yīng)力+干縮應(yīng)力與翹曲應(yīng)力根據(jù)上述計(jì)算模型$由應(yīng)力平衡條件+幾何關(guān)系和本構(gòu)方程可以建立溫度應(yīng)力計(jì)算的微分方程組$求出微分方程的通解后$代入邊界條件就可得到具體解答%對于年溫度變化條件產(chǎn)生的溫縮應(yīng)力$分析可知混凝土應(yīng)力12在板中位置最大$混凝土位移32+鋼筋應(yīng)力14及鋼筋混凝土間粘結(jié)應(yīng)力54和裂縫寬度62在裂縫處最大$其計(jì)算公式為127829:;JDE>?=FK<=>?12478494:;4??HK<=>?CJDE>?=FGHI327EHK<HK<=>?CJDE>?=F54472<=>?CJDE>?=FKH627萬方數(shù)據(jù)&EHK<F92:;=<=>?CJDE>?=FKH就會產(chǎn)生干縮應(yīng)力%經(jīng)推導(dǎo)可得出相應(yīng)路面應(yīng)力和位移的計(jì)算公式$將降溫作用下的混凝土和鋼筋應(yīng)力位移與干縮變形引起的應(yīng)力位移疊加$即可得到兩者共同作用下的應(yīng)力與位移%!"!#連續(xù)鋼筋一般設(shè)于板中位置$對板的抗彎剛度影響很小$因此溫度梯度所引起板的彎曲應(yīng)力與普通混凝土板相同$不同之處在于翹曲變形會導(dǎo)致板中面在縱筋方向的拉伸$連續(xù)配筋的約束會引起路面附加應(yīng)力%計(jì)算時(shí)首先通過積分計(jì)算翹曲變形引起的板中面在水平方向的伸長變形$然后根據(jù)溫度應(yīng)力基本方程的通解$代入邊界條件可得此部分應(yīng)力位移解答%計(jì)算分析表明$此部分應(yīng)力和變形很小$在!"!#配筋設(shè)計(jì)中可忽略不計(jì)%()U參數(shù)影響分析通過計(jì)算分析$可以得到所關(guān)心的!"!#溫度應(yīng)力+位移與配筋率等主要設(shè)計(jì)參數(shù)間的相互關(guān)系見表H%結(jié)果表明在溫度荷載和干縮變形作用下$!"!#路面內(nèi)混凝土的應(yīng)力狀態(tài)會決定裂縫間距和裂縫寬度等外部使用性能指標(biāo)$而裂縫間距變化又會影響混凝土與鋼筋應(yīng)力等內(nèi)部受力狀態(tài)$其中!"!#裂縫間距是影響其外部使用性能和內(nèi)部應(yīng)力+變形狀態(tài)的重要因素%圖V與圖W表明了配筋率及其配筋方式對!"!#混凝土位移與應(yīng)力的影響情況$圖中第一條曲線是鋼筋直徑R47HXYCZ橫向間距[不同時(shí)所引起的配筋率變化.另一條曲線為從圖中可見$無論哪一種配筋方式$混凝土位移都隨X.交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)U..!年表!溫縮應(yīng)力的參數(shù)影響分析產(chǎn)生正增量的參數(shù)混凝土位移裂縫寬度混凝土應(yīng)力鋼筋應(yīng)力粘結(jié)應(yīng)力粘結(jié)剛度系數(shù)減小減小增大增大增大配筋率裂縫間距減小減小增大減小減小增大增大增大增大增大混凝土線脹系數(shù)增大增大增大增大增大板厚增大增大減小增大增大混凝土模量增大增大增大增大增大*(1端部錨固力計(jì)算與分析由應(yīng)力平衡關(guān)系可得端部錨固力計(jì)算的基本方程"當(dāng)?shù)鼗ψ枇Π淳€性&分段線性模型考慮時(shí)"可得計(jì)算端部錨固力解析表達(dá)式#+,+-端部錨固力的計(jì)算方法為2地基摩阻系數(shù)等參3確定配筋率&數(shù)45計(jì)算不設(shè)端部錨固結(jié)構(gòu)時(shí)的端部自由伸長46確定端部允許發(fā)生的最大位移79計(jì)算錨固端混84凝土與鋼筋的應(yīng)力4當(dāng):計(jì)算錨固應(yīng)力的合力;"<按下式計(jì)算78較大時(shí)";!?@ABDEF7GH>FIAJKLMN<=>CC!8/!當(dāng)7=>!?@A>?CJF;BDOILMA8較小時(shí)<CC!PO為板寬4S<為地基摩阻系數(shù)4其它參數(shù)I為端部錨固計(jì)算的有效影響長度"同前#式中2=F!分析此自由伸長變形是否需要限制"如果需要限制"配筋率增加而減小"而混凝土應(yīng)力隨配筋率增加而增大#這是因?yàn)榕浣盥试龃蠛?鋼筋的握裹面積增加"增強(qiáng)了鋼筋對混凝土的約束"減小了混凝土的變形#但在配筋率相同時(shí)"采用$小間距"小直徑%配筋方式比$大直徑"大間距%配筋方式能更有效地減小裂縫寬度&鋼筋應(yīng)力和鋼筋混凝土間的粘結(jié)應(yīng)力#因?yàn)橄嗤浣盥蕰r(shí)"小直徑小間距的配筋方式使鋼筋具有更大的握裹面積#’()應(yīng)力松弛分析在自然環(huán)境因素的影響下"連續(xù)配筋混凝土路面的溫度以年為周期緩慢變化"混凝土材料在長周期荷載作用下有徐變和松弛現(xiàn)象#分析中采用線性徐變理論和冪指形式的徐變度表達(dá)"得出了混凝土的松弛系數(shù)和考慮松弛效應(yīng)的干縮應(yīng)力#假定夏季與冬季之間溫度線性變化和正弦曲線兩種變化形式"可得出以年為周期的混凝土松弛應(yīng)力#進(jìn)行數(shù)值分析發(fā)現(xiàn)"考慮松弛影響后"混凝土應(yīng)力有一定幅度減小"且路面溫度按線性變化時(shí)的松弛應(yīng)力要比按正弦曲線變化考慮時(shí)的松弛應(yīng)力小#為設(shè)計(jì)使用方便"給出了年溫度不同變化形式的混凝土溫縮應(yīng)力可直接修正彈性應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果#的松弛修正系數(shù)"*(’凸形錨固地梁結(jié)構(gòu)分析計(jì)算得出了端部錨固荷載后"建立凸形錨固地梁的有限元模型并進(jìn)行分析"主要考察下面三個(gè)指標(biāo)2端部位移&路面板最大拉應(yīng)力和端墻最大拉應(yīng)力#同時(shí)"還使用矩陣位移法進(jìn)行了分析"計(jì)算模型如端墻&路面板與土基接觸面上的垂直土壓力和水平摩阻力"這些力的大小與結(jié)構(gòu)變形有關(guān)"處理時(shí)給出了兩種方法"一種是將其作為外部荷載等效移至另一種是附加剛度矩陣#計(jì)算分析表明有限結(jié)點(diǎn)上"元法與矩陣位移法得出的結(jié)果不僅在規(guī)律上完全相符"而且數(shù)值上也是吻合的#*(*分析結(jié)果根據(jù)上述計(jì)算原理研究端墻高度&端墻間距等主要設(shè)計(jì)參數(shù)對+,+-端墻結(jié)構(gòu)應(yīng)力與位移的影響規(guī)律見表U#根據(jù)分析結(jié)果可得端墻主要設(shè)計(jì)參WU(.0"端墻底寬為.(VW.(X0#建議在施工中對+,+-端部結(jié)構(gòu)區(qū)域的土基進(jìn)行充分壓實(shí)"并使用剛度較大的材料#在設(shè)計(jì)兩個(gè)以上的端墻時(shí)可按每個(gè)端墻受力相等的原則轉(zhuǎn)化為兩個(gè)端墻進(jìn)行計(jì)算#的主要問題是如何考慮端部結(jié)構(gòu)受到土的約束力"*+,+-端部錨固結(jié)構(gòu)分析路面受溫度變化影響會產(chǎn)+,+-不設(shè)脹縮縫"生較大的變形"尤其是在路面端部"年溫度變化條件下的端部自由位移有可能超過!從而對./0"+,+-端部附近的其他構(gòu)造物或路面結(jié)構(gòu)形成推擠#因此"在橋頭或+,+-與其它類型路面相接處"要采取結(jié)構(gòu)措施限制其變形"目前+,+-端部結(jié)構(gòu)中最常用的是凸形錨固地梁#產(chǎn)生正增量的參數(shù)端部位移路面最大應(yīng)力端墻最大應(yīng)力萬方數(shù)據(jù)端墻間距IY減小減小減小端墻高度ZY略有增大與IY有關(guān)與IY有關(guān)數(shù)的建議值為2端墻間距為V端墻高度為!WX0"(.表U設(shè)計(jì)參數(shù)對+,+-端墻位移應(yīng)力影響端墻底寬OY基本不變減小基本不變混凝土模量BC略有減小略有增大略有增大板厚[C減小減小增加土基模量B\減小減小減小端墻個(gè)數(shù)減小減小減小連續(xù)配筋混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方法研究為了便于生產(chǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)用!將端部最大位移"路面板設(shè)計(jì)彎矩和端墻設(shè)計(jì)彎矩等有限元分析結(jié)果繪制成計(jì)算諾謨圖#圖$給出路面厚度為%%&(’和%&’時(shí)的錨固端端墻設(shè)計(jì)彎矩計(jì)算諾謨圖#萬方數(shù)據(jù)Z/交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)/LL(年裂縫寬度!鋼筋應(yīng)力和鋼筋混凝土粘結(jié)應(yīng)力四項(xiàng)"由于#$#%裂縫間距是影響#$#%內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)與外部使用性能最主要的參數(shù)"故裂縫間距可作為設(shè)后三項(xiàng)可作為驗(yàn)算指標(biāo)&由前述#計(jì)指標(biāo)"$#%溫縮應(yīng)力和干縮應(yīng)力計(jì)算公式可得出設(shè)計(jì)要求’()驗(yàn)算要求’/)*+,*-,*.’),:01/24567-0+0;389進(jìn)行端墻的應(yīng)力!位移分析&依據(jù)計(jì)算得到’/)端墻的端部錨固力初步確定端墻個(gè)數(shù)和端墻高度!間距及墻寬&如果端墻個(gè)數(shù)R先依據(jù)每端墻承S/"然后由設(shè)計(jì)受錨固力相等的原則轉(zhuǎn)換成/個(gè)端墻"諾謨圖得出端部錨固力作用下的最大位移!路面板設(shè)計(jì)彎矩和端墻設(shè)計(jì)彎矩’也可使用矩陣位移法計(jì)算)&將端部計(jì)算得到的位移同端部允許位移進(jìn)’C)行比較&若前者大于后者"則增加端墻個(gè)數(shù)J若前者<:’24567)-86245;,:<;81=838988>’24567)-+,:>;1?8838908裂縫間距按下式確定<51=3’23456789)-3’*-)其中@-31CCIH’BC+)6A+BC"-81CCA+BCGIH’BC+)6("-01(6A+BCGIH’BC+)&式中@*-為#$#%設(shè)計(jì)裂縫間距J*+和*.分別為裂縫間距的下限與上限J:<8;為鋼筋屈服強(qiáng)度J:>8;為鋼筋混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度J<5為混凝土抗拉強(qiáng)度J789為#$#%混凝土遠(yuǎn)期干縮應(yīng)變J其它參數(shù)同前&結(jié)合國外研究和許昌!銅川的試驗(yàn)路調(diào)查結(jié)果"建議#$#%的最佳裂縫間距為(KLM/KNO"允許最大裂縫寬度為(KLOO"鋼筋屈服強(qiáng)度和鋼筋混凝土間的粘結(jié)強(qiáng)度可根據(jù)有關(guān)資料確定&為使#$#%具有理想的使用性能"除結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外"在混凝土配合比設(shè)計(jì)中"要使配置的混凝土線膨脹系數(shù)較低"混凝土的干縮變形較小"如選擇適當(dāng)性質(zhì)的骨料!水泥等&#$#%配筋設(shè)計(jì)中"鋼筋應(yīng)選擇螺紋鋼筋或月牙紋鋼筋"不宜使用光圓鋼筋"配筋時(shí)要選擇直徑較小的鋼筋"但控制橫向間距不小于(LGO&部分設(shè)計(jì)參數(shù)可參照現(xiàn)行規(guī)范取值"對混凝土抗拉強(qiáng)度!鋼筋與混凝土間的粘結(jié)強(qiáng)度與剛度系數(shù)等可進(jìn)行試驗(yàn)或取文獻(xiàn):(;的建議值&PKQ端部錨固結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)#$#%端部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)是以端部位移為最終設(shè)計(jì)控制指標(biāo)"并考慮端部路面板和端墻的最大彎矩進(jìn)行結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)&端部錨固結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法為@’()根據(jù)設(shè)計(jì)資料’必要時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn))計(jì)算端部變形"確定端部的最大允許位移"按前述方法計(jì)算端部錨固力"得到端墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)荷載&萬方數(shù)據(jù)小于后者"則說明錨固端墻的承載能力過剩"這時(shí)可減少端墻個(gè)數(shù)和改變幾何尺寸"也可將端部計(jì)算得到的位移作為端部允許位移重新計(jì)算端部錨固力"重新設(shè)計(jì)錨固端墻&’T)根據(jù)路面板設(shè)計(jì)彎矩和端墻設(shè)計(jì)彎矩進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)&U結(jié)語#$#%是一種高性能的混凝土路面結(jié)構(gòu)"與普通混凝土路面既有聯(lián)系又有區(qū)別&本文根據(jù)#$#%的特點(diǎn)"在設(shè)計(jì)原理方面進(jìn)行了荷載應(yīng)力分析!溫度應(yīng)力分析!端部錨固結(jié)構(gòu)分析等工作"并給出了設(shè)計(jì)方法"為#$#%的設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)&由于#$#%在中國還是一種新型路面結(jié)構(gòu)"其設(shè)計(jì)方法也將隨實(shí)踐應(yīng)用的增多而完善&參考文獻(xiàn)@:(;胡長順"曹東偉"等V連續(xù)配筋混凝土路面設(shè)計(jì)理論與方法研究:$;V國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目研究報(bào)告"西安@長安大學(xué)"/LLLV:/;王虎"胡長順"王秉綱V連續(xù)配筋混凝土路面在橫向荷載作用下的解析解:W;V西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào)"(XXX"(X’T)V:C;田寅春"胡長順"等V連續(xù)配筋混凝土路面荷載應(yīng)力分析:W;V西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào)"/LLL"/L’C)V:T;曹東偉"胡長順V連續(xù)配筋混凝土路面溫度應(yīng)力分析:W;V西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào)"/LL("/(’/)V:N;張洪亮V連續(xù)配筋混凝土路面端部錨固結(jié)構(gòu)研究:Y;V西安@長安大學(xué)"/LLLV連續(xù)配筋混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方法研究作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次數(shù)：胡長順，曹東偉長安大學(xué)公路學(xué)院,交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)JOURNALOFTRAFFICANDTRANSPORTATIONENGINEERING2001，1(2)17次1.胡長順.曹東偉連續(xù)配筋混凝土路面設(shè)計(jì)理論與方法研究20002.王虎.胡長順.王秉綱連續(xù)配筋混凝土路面在橫向荷載作用下的解析解[期刊論文]-西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào)1999(04)3.田寅春.胡長順連續(xù)配筋混凝土路面荷載應(yīng)力分析[期刊論文]-西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào)2000(03)4.曹東偉.胡長順連續(xù)配筋混凝土路面溫度應(yīng)力分析[期刊論文]-西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào)2001(02)5.張洪亮連續(xù)配筋混凝土路面端部錨固結(jié)構(gòu)研究[學(xué)位論文]20001.學(xué)位論文陳云鶴連續(xù)配筋混凝土路面荷載應(yīng)力溫度應(yīng)力的計(jì)算理論與方法1999該文針對將在中國具有廣闊應(yīng)用前景的連續(xù)配筋混凝土路面而開展研究.連續(xù)配筋混凝土路面(CRCP)由于具有行車平穩(wěn)、路面板整體強(qiáng)度高、使用壽命長、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少等優(yōu)良性能,已經(jīng)在美國、法國、日本、比利時(shí)等許多發(fā)達(dá)國家大量應(yīng)用,并日益受到世界各國的重視.在中國也做了初步的應(yīng)用嘗試,但設(shè)計(jì)理論和施工工藝尚不完善.該文通過理論分析和試驗(yàn)研究,旨在建立一套較為系統(tǒng)的CRCP應(yīng)力計(jì)算理論,為中國CRCP的設(shè)計(jì)計(jì)算提供理論依據(jù).連續(xù)配筋混凝土路面因其在縱、橫兩向均配有鋼筋,在物理上具有各向異性特性,因而建立在各向同性無限大板基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)路面力學(xué)理論已不能完全適用,該文從復(fù)合材料學(xué)的角度出發(fā),提出了將這種配筋板看作為復(fù)合材料層合板的新模型,并據(jù)此提出了計(jì)算方法,作為CRCP設(shè)計(jì)計(jì)算的理論基礎(chǔ).2.期刊論文王虎.胡長順.王秉綱.WANGHu.HUChang-shun.WANGBing-gang連續(xù)配筋混凝土路面荷載應(yīng)力精確解-中國公路學(xué)報(bào)2000,13(2)將連續(xù)配筋混凝土路面視作WINKLER地基上對邊自由無限長復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu),得到了橫向局部荷載作用下路面撓度和應(yīng)力的精確解析解,它們滿足自由邊界條件,并進(jìn)行了數(shù)值分析.3.學(xué)位論文吳湘暉連續(xù)配筋混凝土路面應(yīng)力研究2006連續(xù)配筋混凝土路面(ContinuouslyReinforcedConcretePavement，CRCP)是在路面縱向連續(xù)配置足夠數(shù)量的鋼筋、施工時(shí)不設(shè)接縫的一種高性能混凝土路面結(jié)構(gòu)。CRCP消除了普通混凝土路面的橫向接縫，具有行車舒適性好，承載力高，使用壽命長，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少等優(yōu)良性能，已經(jīng)在美國、法國、曰本、比利時(shí)等許多發(fā)達(dá)國家大量應(yīng)用，并日益受到世界各國的重視。在我國江蘇、河南等地也做了初步的應(yīng)用嘗試，但該路面設(shè)計(jì)理論和施工工藝尚不完善。本文通過理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，對CRCP的荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力進(jìn)行了探討。連續(xù)配筋混凝土路面因其在縱、橫兩向均配有鋼筋，因此物理上具有各向異性，本文從復(fù)合材料力學(xué)的角度出發(fā)，將這種配筋板路面看作復(fù)合材料層合板的模型，并推導(dǎo)出應(yīng)力計(jì)算方法。論文根據(jù)各向異性板理論建立在溫克勒地基上的力學(xué)平衡方程組，將路面上作用的一系列荷載作三角級數(shù)及一維傅立葉級數(shù)展開，并通過假設(shè)板的位移函數(shù)形式，采用逆解法，求得了溫克爾地基板上的位移表達(dá)式。繼而根據(jù)幾何關(guān)系得到應(yīng)變，由物理關(guān)系得到應(yīng)力表達(dá)式，并與有限元的分析結(jié)果進(jìn)行了比較，兩者的計(jì)算結(jié)果是一致的。對于在荷載應(yīng)力分析中出現(xiàn)的配筋板的各向工程彈性常數(shù)，論文運(yùn)用細(xì)觀力學(xué)方法進(jìn)行了理論分析，獲得CRCP荷載應(yīng)力表達(dá)式，然后通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，測定了其彈性模量。對于CRCP的溫度應(yīng)力，因路面板與地基間的摩擦力對其有較大影響，這種力的形式在物理上又難以明確，為此本文先對摩擦力及地基反力函數(shù)形式進(jìn)行假設(shè)，從數(shù)學(xué)上來滿足平衡方程組，從而求得了溫度作用下路面板的位移，并得到了板的彈性溫度應(yīng)力。4.學(xué)位論文王虎連續(xù)配筋混凝土路面靜動力學(xué)計(jì)算與分析2001該文通過理論分析和CRCP試驗(yàn)路的測試對比分析,系統(tǒng)地研究了CRCP在車輛荷載作用下的動靜態(tài)響應(yīng)性能.它是國家自然科學(xué)基金資助課題《連續(xù)配筋混凝土路面設(shè)計(jì)理論與方法研究》(批準(zhǔn)號:59778047)的主要內(nèi)容之一.該文根據(jù)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)力學(xué)理論和CRCP結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),詳細(xì)地闡述了CRCP的彈性特性,建立了CRCP的動靜態(tài)控制微分方程.利用傅里葉積分變換、三角級數(shù)和復(fù)變函數(shù)等方法,求得了雙向非對稱配筋、路邊自由的CRCP結(jié)構(gòu),根據(jù)正交各向異性對稱層合板理論,通過分區(qū)疊加的方法,構(gòu)造了CRCP的解函數(shù),曲自由邊界條件和區(qū)塊連續(xù)條件,得到了相應(yīng)的解析解.通過有限元法和解析退化法分析了所得解析解的可靠性和合理性.采用數(shù)值分析方法,探討了配筋率、配筋位置、地基模量等參數(shù)對CRCP受力變形特性的影響.運(yùn)用行波原理、振型疊加和傅里葉變換法,獲得了移動荷載作用下CRCP的動態(tài)響應(yīng)解.5.學(xué)位論文梁中敏連續(xù)配筋水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算與分析2009本文結(jié)合有限元方法將連續(xù)配筋混凝土路面(ContinuouslyReinforcementConcretePavement簡稱CRCP)鋼筋簡化等效為正交各向異性薄層單元的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)模型，建立連續(xù)配筋混凝土路面結(jié)構(gòu)的三維有限元模型，根據(jù)荷載作用在橫向裂縫一側(cè)中端的情況下計(jì)算了連續(xù)配筋水泥混凝土路面的荷載應(yīng)力；由于混凝土材料本身的孔隙以及施工與養(yǎng)護(hù)過程中的一些原因造成CRCP會存在一些微小的裂縫，而且這些裂縫在行車荷載的重復(fù)作用下極易擴(kuò)展與板底裂縫貫通造成路面結(jié)構(gòu)的破壞，所以運(yùn)用斷裂力學(xué)的相關(guān)理論建立了混凝土路面裂縫尖端三維奇異單元，并引入表面效應(yīng)單元SURF154用以施加水平荷載計(jì)算了裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子，對路面裂縫擴(kuò)展機(jī)理進(jìn)行了探討。本文根據(jù)水平系數(shù)的大小分別計(jì)算了在車輛正常行駛，正常停車，車輛緊急制動且超載三種情況下連續(xù)配筋混凝土路面的混凝土主應(yīng)力和裂縫尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子，對路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。本文分析了以上三種水平荷載與垂直荷載共同作用的情況對于連續(xù)配筋混凝土路面板中裂縫的影響，結(jié)果表明：當(dāng)路面已經(jīng)有微小的表面裂縫存在時(shí)，考慮水平荷載與垂直荷載共同作用計(jì)算得到的混凝土主應(yīng)力以及裂縫尖端強(qiáng)度因子.較之只考慮垂直荷載作用時(shí)都有大幅度的提高；由于水平荷載的作用，在裂縫擴(kuò)展的大部份階段裂縫尖端的張開型應(yīng)力強(qiáng)度因子比剪切型應(yīng)力強(qiáng)度因子大很多，這說明水平荷載是促使裂縫擴(kuò)展的重要因素，所以要正常行車；本文計(jì)算了在正常行車時(shí)CRCP結(jié)構(gòu)參數(shù)和裂縫長度對路面裂縫尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響，并比較了隨裂縫長度的變化，CRCP板中裂縫和板底裂縫開展的情況，從中可以得出鋼筋配置在面層表面下1/3厚度處能更好地減小混凝土主應(yīng)力以及抑制路面裂縫的擴(kuò)展。6.學(xué)位論文姚博連續(xù)配筋混凝土路面板厚設(shè)計(jì)研究2010連續(xù)配筋混凝土路面(簡稱CRCP)在縱向配置連續(xù)鋼筋，施工時(shí)不設(shè)置橫向接縫，它具有強(qiáng)度高、整體性好、耐久性強(qiáng)、行車舒適平順、養(yǎng)護(hù)工作量少、維修費(fèi)用低等特點(diǎn)，適用于高等級及重交通道路。美國和西歐等發(fā)達(dá)國家將其廣泛地應(yīng)用于干線公路和機(jī)場道面上。我國CRCP應(yīng)用及相關(guān)的研究相對較晚，到目前為止，盡管我國也對CRCP的研究和應(yīng)用作了一些初步的研究工作，但是相關(guān)的理論和應(yīng)用技術(shù)還很不完善。本文依托貴州省交通廳科技項(xiàng)目《連續(xù)配筋水泥混凝土路面修筑關(guān)鍵技術(shù)研究》，進(jìn)行了考慮裂縫條件的CRCP荷載應(yīng)力三維有限元分析。在臨界荷位分析中，提出了兩種不同的荷載布置情況和五種不同的荷載布置位置的組合。分別作用在板縱縫中部和橫縫中部一側(cè)。通過計(jì)算和分析，研究了配筋率和裂縫間距等參數(shù)對板底應(yīng)力的影響規(guī)律，為CRCP板厚設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。在溫度應(yīng)力分析中，建立了CRCP溫度應(yīng)力的計(jì)算模型及平衡微分方程，推導(dǎo)了連續(xù)配筋混凝土路面在溫度應(yīng)力作用下的解析解。并與有限元解進(jìn)行了對比分析。考慮了不同端部錨固條件對溫度應(yīng)力的影響，為CRCP溫度應(yīng)力計(jì)算提供了較成熟的理論依據(jù)。在裂縫分析中，建立了CRCP裂縫計(jì)算模型及平衡微分方程，給出了裂縫判定準(zhǔn)則。針對以往的研究缺少對各參數(shù)的橫向比較，本文采用相對比較的方法，通過對比分析，比較不同參數(shù)對CRCP橫向開裂影響的敏感度。理論研究與試驗(yàn)路研究相結(jié)合，提出了考慮裂縫的CRCP板厚設(shè)計(jì)方法，給出了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)流程和設(shè)計(jì)參數(shù)的建議取值。該設(shè)計(jì)方法可用于工程實(shí)踐。關(guān)鍵詞：連續(xù)配筋混凝土路面；荷載應(yīng)力；溫度應(yīng)力；裂縫分析；板厚設(shè)計(jì)7.期刊論文陳云鶴.龐有師.鄧學(xué)鈞.ChenYunhe.PangYoushi.DengXuejun連續(xù)配筋混凝土路面結(jié)構(gòu)總應(yīng)力的計(jì)算方法-華東公路2000(5)根據(jù)連續(xù)配筋混凝土路面荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力各自的特點(diǎn),探討了連續(xù)配筋混凝土路面結(jié)構(gòu)總應(yīng)力的計(jì)算方法.8.學(xué)位論文葉丹CRCP與HMA層路面結(jié)構(gòu)力學(xué)分析2003隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速增長,需要對原有混凝土路面進(jìn)行拓寬、改建.但是由拓寬的部分和破碎的原有混凝土路面組成的基層的模量是不均勻的,這可能使鋪筑在這種基層上的路面結(jié)構(gòu)處于不利的受力狀態(tài),所以選擇合適的路面鋪裝型式是舊路改建的關(guān)鍵.連續(xù)配筋混凝土路面與瀝青混凝土面層路面結(jié)構(gòu)具有良好的整體性、耐久性和行車舒適性,是進(jìn)行路面拓寬、改建的合適的路面鋪裝型式.該文利用有限元方法把連續(xù)配筋混凝土路面加瀝青加鋪層路面結(jié)構(gòu)模擬成平面應(yīng)變情況,用等參八結(jié)點(diǎn)鋼筋單元模擬鋼筋的作用,用裂縫單元模擬連續(xù)配筋混凝土路面中橫向裂縫的傳荷作用,在這個(gè)模型下計(jì)算并分析連續(xù)配筋混凝土路面中橫向裂縫間距,配筋率,配筋位置,地基模量等路面結(jié)構(gòu)中重