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《长安大学》 2001年
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连续配筋混凝土路面结构研究

曹东伟  
【摘要】: 连续配筋混凝土路面(CRCP)是在纵向连续配置足够数量的钢筋,施工时 不设接缝的一种高性能混凝土路面结构。CRCP消除了普通混凝土路面的横向接 缝,具有行车舒适性好,承载能力高,使用寿命长,养护维修少等显著优点。CRCP 与目前公路交通运输日益大流量、重型化的发展趋势相适应,在重交通高等级 道路中有广阔的应用前景。论文是国家自然科学基金项目《连续配筋混凝土路 面设计理论与方法研究》(批准号:59778047)的重要组成部分。论文进行了CRCP 荷载应力分析、温度应力分析、端部锚固结构分析和可靠性分析等工作,并结 合室内模型试验与试验路研究,提出了设计方法。 荷载应力分析中,将CRCP中纵向钢筋作连续化处理,建立了正交各向异性 薄膜单元,对考虑裂缝条件下的CRCP荷载应力进行了三维有限元分析。通过计 算与分析,得到了不同裂缝间距时CRCP两种临界荷位,分别为轴载作用于板纵 缝中部和轮载作用于板横缝中部一侧。通过参数敏感性分析,得出了配筋率、 配筋位置和裂缝间距等参数对板底应力的影响规律。对CRCP与普通混凝土板在 车辆荷载作用下的应力与位移响应的不同特点进行了分析,为CRCP板厚设计提 供了依据。 温度应力分析中,根据钢筋与混凝土间的粘结滑移本构关系及地基摩阻力 的线性分布假设,建立了CRCP温度应力的计算模型与应力平衡微分方程,并求 得CRCP在降温、干缩和翘曲变形条件下混凝土和钢筋的应力及位移计算公式, 得到了配筋率等计算参数与CRCP内部应力状态及裂缝宽度等外部使用性能之间 的关系,分析了参数的敏感性。根据混凝土徐变度的表达式,考虑温度线性变 化和正弦曲线变化两种情况,通过积分得出了以年为周期变化的温度松弛应力 与干缩松弛应力计算公式,给出了相应的松弛影响修正系数。 根据地基摩阻力的不同模型,采用解析法和分段迭代法计算了由于升温产 生的CRCP端部锚固力。分别采用有限元法和矩阵位移法计算分析了凸形锚固地 梁的应力和位移,给出了端墙部分设计参数的建议值及位移、路面板设计弯矩 和端墙设计弯矩计算诺谟图。使用有机玻璃进行室内模型试验,实测了端墙的 位移、路面板应力、端墙应力及土压力,验证了理论分析结果,获得了端墙背 后土压力的分布形式。 连续配筋混投土路面结构研究 CRCP的裂缝间距是随机变化的,裂缝间距的不同会对路面耐久性产生显著 影响,本文使用直接积分法计算了CRCP裂缝间距的可靠度,并使用蒙特卡罗法 进行了对比,分析参数的敏感性,指出影响可靠性最主要的因素是设计裂缝间 距及参数的变异性,给出了CRCP可靠度计算诺漠图。 通过修筑CRCP试验路实体工程,研究并解决了CRCP施工中的关键技术问 题一一钢筋的制作、定位与安装,给出了CRCP施工工艺流程、质量控制要求与 温度控制措施等。通过试验路的弯沉与板内应力测试及横向裂缝变化的跟踪调 查,实际考察了CRCP路用性能。 理论研究与试验路研究相结合,提出了CRCP设计指标,给出了设计标准和 设计参数的建议取值,提出了板厚设计、考虑可靠性的配筋设计和端部锚固结 构设计方法,可用于工程实践。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:U416.216.2

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【相似文献】
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