传力杆直径对水泥混凝土路面传荷性能影响的数值

结合试验路施工介绍水泥混凝土路面设置缩缝传力杆与钢筋网的必要性、施工工艺、面层板结构及施工注意事项,提出了改进建议。

针对水泥混凝土路面板的病害问题,本文从水泥混凝土路面板接缝处的病害发展入手,结合传力杆的使用功能及作用,从设计、施工和质量控制方面进行阐述,以供各位业内同行共同学习互勉。

综合考虑横向接缝传荷、传力杆剪切、传力杆弯曲、水泥混凝土承受的传力杆压力,以及对路面板底拉应力的影响,采用布拉德伯利(r.d.bradbury)传力杆实用设计验算公式和水泥混凝土路面三维有限元分析程序everfe,对传力杆设置间距进行探讨。结合试验观测,认为当路面板厚度大于24cm时,传力杆间距可以适当增大。这对节省传力杆钢筋用量、合理控制公路建设成本具有现实意义。

水泥混凝土路面接缝破坏为水泥路面的3大病害(断板、错台、接缝破坏)之一,解决的根本办法是在接缝处设置传力杆以提高接缝的荷载传递能力。该文对水泥混凝土路面横向缩缝设置传力杆的必要性进行了阐述,同时对传力杆/混凝土接触界面应力集中和传力杆锈蚀两大主要影响传力杆与路面功能的问题进行了分析,并且介绍了传力杆更换与加装技术。基于以上研究,最后对现行水泥混凝土路面设计规范中传力杆相关条文存在的问题进行了分析,并提出了修改与补充建议。

借助三维有限元方法,对传力杆应用于路面断板维修进行数值模拟,分析了各种形状断板加装传力杆的效果,并对该维修措施的经济效益进行了讨论。根据分析讨论可知,将传力杆应用于水泥混凝土路面断裂板的维修中是有效可行的。在此基础上提出了水泥混凝土路面横向断裂板加装传力杆维修的施工工艺。

使用刚性路面有限元程序islab2000对横向开裂水泥混凝土路面加设传力杆进行模拟,分析讨论了加设传力杆的即时理论效果。同时,使用密歇根州与华盛顿州dbr路段fwd检测数据验证了加设传力杆理论效果的正确性。研究表明:当裂缝传荷系数大于89%时,传力杆的加设将不会提高裂缝的传荷水平。而不考虑温度梯度情况下,dbr处理后传荷系数低于80%的裂缝,荷载作用于裂缝时,各裂缝附近拉应力值大小相近。

本文采用三维有限元方法,建立考虑传力杆与与混凝土之间相互接触的有限元模型,分析了传力杆的直径、长度、间距与弹性模量等因素对于接缝之间的传荷系数、板块之间的位移差、板底弯拉应力的影响规律.结果表明：接缝的传荷系数与板块之间的位移差及板底弯拉应力总体上呈相同的变化趋势.

当前公路建设施工技术条件下,水泥混凝土路面通常是采用水泥、集料和适宜的水分或钢筋进行公路路面铺筑的施工形式。集料对于水泥混凝土路面施工性能有着重要的支撑稳固作用,为有效保障和延长水泥混凝土路面使用期限,基于粗集料对水泥混凝土路面使用性能的影响进行了分析阐述。

采用三维有限元法分析了基层参数,包括基层模量、厚度以及层间接触界面特性对水泥混凝土路面板的荷载应力、温度翘曲应力、路表弯沉以及接缝传荷性能的影响。结果表明:提高基层模量和厚度可以有效降低路面在车辆荷载作用下的应力,提高基层的支承刚度,可以减小板角挠度,防止产生初始局部脱空。提高基层的模量和厚度可以改善基层顶面的挠度分布,合理的基层设计可以有效改善接缝的传荷性能。

在水泥混凝土路面中,基层厚度和板厚均对路面的结构设计产生影响．通过分析不同板厚和基层厚度对路面荷载疲劳应力、温度疲劳应力的影响,认为通过加强基层未减薄路面板厚度是不经济的,合理的基层厚度应根据设置基层的目的与要求,通过经济比较确定.

设置沥青功能层的半刚性基层水泥混凝土路面是一种新型复合式路面结构。利用ansys建立路面结构的三维数值模型,分析水泥路面传力杆不同参数(长度、间距、直径)对接缝两端弯沉差的影响,同时对不同传力杆组合设计参数进行优化分析,得到了设置沥青功能层的水泥混凝土路面传力杆尺寸和间距。计算结果可为设置沥青功能层的水泥混凝土路面结构设计提供理论依据。

基于timoshenko弹性基础上提出的传力杆承担荷载线性分布理论,文中分析了传力杆布置间距对承担荷载有效传力杆根数,接缝处传力杆的变形以及传力杆承受的剪力,弯矩与混凝土接触界面应力的影响,并提出传力杆间距设计的最大值。

基于timoshenko弹性基础上的传力杆承担荷载变形和杆组变形的线性分布理论,分析传力杆直径、布置间距对承担荷载有效传力杆根数、接缝处传力杆的变形以及传力杆承受的剪力、弯矩与混凝土接触界面应力的影响,阐述传力杆间距、直径设计的思路和方法。

水泥混凝土路面设计规范明确规定,所有高等级水泥混凝土路面必须设置传力杆,并且提出了加大传力杆直径的要求,因此刚性路面的钢材用量急剧增加。近年来,国内外钢材价格一直呈上升趋势,水泥混凝土路面建设将面临着大幅提高成本的局面。此外,钢筋由于接缝渗水容易导致锈蚀,而且钢筋表面硬度过大,在车轮荷载作用下极易导致与水泥混凝土接触面的损坏。因此,急需寻找一种钢质传力杆的替代品。由于复合材料具有的特性可以很好地解决以上问题,拟尝试利用填注混凝土玻璃钢管作为路用传力杆,就此进行了大量室内试验,并在野外修建了试验路。理论研究及试验结果表明,填注水泥混凝土的玻璃钢管代替传统的钢质传力杆是完全可行的。

规范规定的胀缝滑动传力杆构造和设置的传统方法不易达到设计要求,常使缝边产生碎裂损坏;笔者根据孔和轴公差带之间的配合关系,改进了胀缝滑动传力杆的构造和设置方法,经实践使用,其效果较传统方法好。

1项目来源广东省交通厅科技计划立项编号:2006-372主要完成单位韶关道路工程学会华南理工大学3主要技术内容目前我国水泥混凝土路面使用的传力杆普遍是钢质传力杆,然而大量的研究与野外实践表明,钢材并不是最好的传力杆材料,这主要体现在两个方面:(1)使用多年后的钢质传力杆由于雨水、氯化物等侵入容易锈蚀;(2)由于钢材较大的表面硬度,导致传力杆与混凝土接触界面在车轮荷载作用下产生较大的接触应力,当这个应力超过混凝土材料的极限强度时,传力杆和混凝土间会产生较大的间隙,进而丧失荷载传递能力.

以长常高速公路益常段水泥混凝土路面缩缝加设传力杆的实践为依据，从缩缝加设传力杆的设置依据、设计、制作、安装、安装检验和质量管理6个方面进行了探讨，总结了一套新的施工工艺，提出了传力杆安装偏位值不能超过5mm，支架连接筋直径不大于6mm是其关键。

针对水泥混凝土路面工程中胀缝传力杆安装定位存在的问题，结合施工体会和经验，全面分析了目前施工中安装定位方法所带来的弊端及原因，简要介绍了新的定位安装装置的制作工艺、安装和拆除方法，以及其优点。

水泥混凝土路面胀缝滑动传力杆构造和设置方法的探讨——规范规定的胀缝滑动传力杆构造和设置的传统方法不易达到设计要求，常使缝边产生破裂损坏，笔者根据孔和轴公差带之间的配合关系，改进了胀缝滑动传力杆的构造和设置方法，经实践使用，其效果较传统方法好。

水泥混凝土路面复合材料传力杆的研究

使用三维有限元软件对传力杆在水泥混凝土路面裂缝维修中的应用进行了分析.主要内容包括:1)加装传力杆作用分析;2)不同位置横向裂缝加装传力杆的效果分析.通过加装传力杆对裂缝传荷能力及板内应力的影响分析,得出水泥混凝土路面裂缝加装传力杆是可行的.

针对水泥混凝土路面工程中胀缝传力杆安装定位存在的问题,结合施工体会和经验,全面分析了施工中安装定位方法所带来的弊端及原因,简要介绍了新的定位安装装置的制作工艺、安装和拆除方法,以及其优