新型连续配筋混凝土路面端部锚固设计探究

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1、新型连续配筋混凝土路面端部锚固设计探究摘要：本文提出了采用制动板锚固的新型CRCP端部锚固设计方法。分别用朗金被动土压力理论方法和库仑主动土压力理论方法，分析端部制动板在土体中锚固力作用下的应力，提出了一种新型的端部制动板锚固设计思路。采用Ansys数值分析方法对CRCP端部制动板的受力特性进行分析、论证，验证了制动板理论分析计算的正确性。并在此基础之上，提出了适应于不同路面结构形式的制动板几何尺寸。关键词：连续配筋混凝土路面端部锚固制动板几何尺寸连续配筋混凝土路面（ContinuouslyReinforcedConcretePavement，以下简称CRCP

2、）在季节性温度变化下将产生周期性移动，在板中由于受到土体约束而无位移，但CRCP的两端在一定长度范围内将会产生移动，这种移动量有时高达左右。目前国内外常见及我国规范推荐的端部设置有两大类：一类是采用锚固装置，阻止变形发生，因而阻止了水平力对其他结构物的影响；另一类是采用多处胀缝的设施，将端部位移逐步分散、消失，水平力也不再存在。12无论是采用地梁锚固形式或者宽翼缘梁式构造，都需要在原地面开挖较大深度。当原地基为软弱土体时，较大的开挖量必然会导致土体在修筑锚固段以前发生溃散，失去强度；而当原地基为岩石时，较大的开挖变得更加的困难，而爆破又有可能导致岩石碎裂，同样

3、失去强度。而且经济成本大幅度提高。本着减小开挖量，降低施工难度，节省成本的原则。本设计提出了新型的连续配筋路面端部锚固设计方法：制动板锚固设计法。一、CRCP端部制动板锚固结构分析CRCP路面在端部范围内发生纵向位移时，将对路面端部和桥头连接等部位产生水平推力。制动板的作用是借助地基的被动土压力对连续配筋混凝土路面端部的纵向位移进行约束。路面端部的最大容许纵向位移量越小，制动板所承受的水平推力就越大；越大，则水平推力越小。随最大容计量的变化，对制动板提供的水平推力的要求也随之变化。制动板结构受力如图1所示：板的侧面、、承受着相等的静止土压力，平面不产生摩阻力。

4、若结构物承受水平荷载，，而，则结构物产生具有向左移动的趋势，面上的土压力将减少，面上的土压力将增大，而且在平面上，将产生与移动方向相反的摩擦阻力，以表达式描述，可写为：。图1：制动板在土体中受力示意图式中，为沿面上的极限塑性剪力为制动板侧面、的被动土压力与主动土压力之差1、制动板所受被动土压力分析12在面上，按水平荷载的方向，制动板产生水平移动，推挤土体，从而逐渐增大墙对土体的侧向应力，而土中逐渐增大的抗剪力阻止这一滑动的产生。当制动板对土体的侧向应力增大到某一数值，使土的抗剪强度充分发挥时，土压力增大到最大值，即为被动土压力值。如图2所示：图2：制动板在土体

5、中所受被动土压力示意图在面上的被动土压力值的计算采用朗金土压力理论，取地面以下深度处的点在土的自重作用下竖直面和水平面上的剪应力都为零，故该点处于弹性平衡状态，其应力状态为：竖向应力：；水平应力：制动板在外力作用下挤压土体，仍不变，随着制动板位移增加而逐步增大。当制动板位移挤压土体使增大到土体达到极限平衡状态时，达到最大值，土体形成一系列破裂面，此时制动板面上法向应力为最大主应力，即朗金被动土压力。破裂面与水平面成。此时大、小主应力和有如下关系式：式中：沿墙深度方向被动土压力分布强度2、制动板所受主动土压力分析12在面上，制动板在土压力作用下离开土体产生一微小

6、的移动，从而使制动板对土体的侧向应力（它与土压力大小相等、方向相反）逐渐减小，土体出现向下滑动的趋势。这时，土中逐渐增大的抗剪力抵抗着这一滑动的产生。当制动板的侧向应力减小到某一数值，且土的抗剪强度充分发挥时，土压力减小到最小值，土体即处于极限平衡状态，此时相应的土压力即为土体的主动土压力。如图3所示：图3：制动板在土体中所受主动土压力示意图在面上的主动土压力计算采用库仑土压力理论。当制动板后土体开始滑动时，土体处在极限平衡状态，破裂棱体在其自重、土压力和破裂面反力作用下维持静力平衡。为制动板背面，为破裂面，与竖直方向的夹角为破裂角，即为破裂棱体。其中破裂角是

7、未知的，当等于某一定值时，值达最大，而后又逐渐减小。的最大值即为库仑主动土压力。相应的面即为主动状态最危险破裂面。令：可解出主动土压力的表达式为：填土的容重；制动板的高度；土体内摩擦角；制动板面摩擦角；土体表面的倾角；制动板面倾角；二、CRCP端部制动板锚固设计方法根据以上基本原理分析，连续配筋混凝土路面端部制动板的锚固设计可以按以下的设计步骤进行：1、根据地区的年最大温差和湿度变化程度计算确定最大应变。2、确定路面端部最大容许纵向位移量，越小，制动板所承受的水平推力就越大；越大，则水平推力越小。随最大容计量的变化，对制动板提供的水平推力的要求也随之变化。12

8、3、确定支撑地基的各种参数。如板下地基