板底脱空状态下车辆荷载对双层CRCP钢筋应力影响仿真分析

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本文依托武汉市城建委《极重荷载条件下城市道路双层连续配筋水泥混凝土路面设计及技术研究》科技计划项目（项目编号：201502）和武汉市“21号公路”双层CRCP工程，借助有限元建模分析软件ANSYS，以板底脱空为前提，采用敏感性分析和多元线性回归的方法，探究在重型车辆荷载作用及最不利脱空情况下，道路结构的改变对双层CRCP钢筋受力的影响。
　　首先，从脱空的位置入手，通过对未脱空、板中脱空和板边脱空三种情况进行对照分析，发现：相对于未脱空情况，板中脱空对双层CRCP钢筋受力影响非常小，板边脱空为最不利的脱空位置；随着板边脱空尺寸的不断增大，双层CRCP钢筋应力增长率不断减小，说明双层CRCP对于抵御较大面积的脱空病害有非常好的效果。然后，以最不利脱空位置（板边脱空）作为前提，分析基层的模量、厚度以及土基的模量对双层CRCP的钢筋应力影响，分析中发现上层钢筋和下层钢筋的受力呈现出不同的规律：上层钢筋受压应力作用，其应力大小主要与土基模量和脱空尺寸有关，基层对其影响较小；下层钢筋受拉应力作用，其应力大小主要与基层模量和厚度有关，土基模量对其影响较小。分析中还发现，双层CRCP板中性层位置受基层影响明显，中性层始终处于面层靠下部分，所以下层钢筋应力较上层而言更小。最后，根据有限元分析计算结果，对“21号公路”特定双层CRCP上、下层钢筋车辆荷载应力进行多元线性回归，提出了双层CRCP在车辆荷载作用下，上层和下层纵向钢筋最大应力的简化公式，回归公式包括基层素混凝土厚度、基层素混凝土模量、脱空尺寸、土基模量和车辆荷载五个自变量，通过单因素的敏感性分析，确定了纵向钢筋的最大应力与各单个因素之间的大致关系，经过对各变量的假设组合进行分析，最终获得了通过假设检验并具有较高精度的钢筋应力预估公式。

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作者
吴春蕾;
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作者单位

华中科技大学;

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授予单位华中科技大学;
学科交通运输工程
授予学位硕士
导师姓名吴瑞麟;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类结构理论;
关键词
道路工程; 双层配筋混凝土路面; 板底脱空; 车辆荷载; 钢筋应力; 多元线性回归;

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