硕士论文-连续配筋混凝土路面端部锚固地梁研究

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1、硕士学位论文连续配筋混凝土路面端部锚固地梁研究TheResearchinthebeam-on-foundationintheanchoredendofContinuouslyReinforcedConcretePavement提要本文主要研究连续配筋混凝土路面(CRCP)端部锚固地梁的受力状态，并提出了设计方法。首先介绍了在温度荷载作用下路面端部锚固力的计算方法，并分析了地基摩阻力、最大温差和容许位移等参数对端部锚固力的影响。其次应用矩阵位移法并通过将土基视为弹簧支撑来增加地梁刚度的方法，计算出端部锚固地梁的位移和应力，并得到了主要参数的影响规律。同时使用有限元软件ANS

2、YS模拟了端部锚固地梁的受力，其中使用面-面接触单元来处理端墙与土基间的相互作用，得到了位移和应力，并分析了主要参数对计算结果的影响。对刚架模型和有限元模型的计算结果进行了影响规律和实例的比较，最后根据上述结果，提出了端部锚固地梁的设计方法。关键词：连续配筋混凝土路面端部锚固矩阵位移法有限元设计方法目录目录第1章绪论11.1引言11.2国内外研究概况21.2.1国内外CRCP的使用与发展21.2.2CRCP端部锚固概述41.3本文研究的主要内容6第2章端部锚固地梁矩阵位移法计算82.1路面温度变化引起的端部锚固力分析82.1.1地基摩阻力分布模型82.1.2端部锚固力分析

3、92.1.3影响端部锚固力的因素112.2端部锚固地梁基本尺寸132.3端部锚固地梁的矩阵位移法分析162.3.1计算模型162.3.2应力与位移计算182.3.3参数影响规律分析212.4小结26第3章端部锚固地梁有限元计算283.1计算模型283.2基于ANSYS的端部锚固地梁有限元计算303.2.1有限元分析软件ANSYS303.2.2ANSYS接触问题的分析方法303.2.3应力与位移计算32i目录3.2.4参数影响规律分析373.3刚架模型和有限元模型的比较413.4小结43第4章端部锚固地梁设计454.1设计方法454.1.1设计步骤：454.1.2设计说明4

4、74.2设计实例48第5章结论与展望515.1结论515.2展望52参考文献53摘要IABSTRACTIII感谢导师及作者简介i第1章绪论第1章绪论1.1引言在过去的十多年里，我国公路基础设施建设实现了跨越式发展，路网规模迅速扩展，技术等级结构明显改善。为支撑中国经济和社会全面发展的迫切需要，国家加大了对公路交通基础建设的投资，公路建设面临新的机遇和挑战。为适应道路交通量快速增长，重车的比重越来越大的趋势，道路工作者们不断努力研究和开发使用性能越来越好的路面结构。我国高速公路主要采用沥青混凝土和水泥混凝土两种路面结构形式。沥青混凝土路面，具有平整度好，行车舒适，噪声小，易

5、于维修，对路基的适应性强，面层可以分层铺筑等特点。但是，沥青混凝土路面受温度影响较大，路面养护费用高，使用年限短。水泥混凝土路面具有刚度大、强度高、稳定性好、耐疲劳、抗冻性和耐磨性优良，对油类或其它易腐蚀沥青的化学和生物介质相对不敏感，在任何温度条件下，均不会出现车辙、鼓包等现象。而且，只要铺筑和维护得当，水泥混凝土路面的使用寿命将大大长于沥青混凝土路面。但是，由于普通水泥混凝土路面在施工时不得不设置很多的接缝(胀缝、缩缝和施工缝)，雨水容易透过接缝渗透到路面基层而产生唧泥、错台等病害[1]。同时由于接缝处存在一定间隙，在车辆荷载冲击作用下，容易造成接缝边缘混凝土碎裂。为

6、了克服普通水泥混凝土的上述缺点，提高行车舒适性，道路工作者提出了连续配筋混凝土路面（ContinuouslyReinforcedConcretePavement，以下简称CRCP7第1章绪论）的路面结构形式。CRCP在路面纵向配有足够数量的钢筋，以控制混凝土路面板纵向收缩产生的裂缝的扩展，因此，CRCP在施工时完全不设胀、缩缝（除施工缝及构造所需的胀缝处），形成一条完整而平坦的行车表面，改善了行车平稳性和舒适性，同时也增加了路面板的整体强度[2]。CRCP与普通水泥混凝土路面相比较具有以下优点[27][28]:1.在纵向配置了连续钢筋，消除了普通混凝土路面的横缝，提高了裂

7、缝处的传荷能力，改善了板角和板边的工作状态，减弱了冲击荷载对板的破坏作用，大大提高了整体强度和承载能力。2.消除了混凝土路面接缝处的行车跳动，平整度高，行车舒适。3.不设置接缝，在连续钢筋的约束作用下裂缝宽度很小，雨水很难渗入基层而造成冲刷和侵蚀破坏，也减少了裂缝处混凝土的剥落。4.使用寿命长，养护维修少，费用低，虽然初期投资高，但从长远来看是经济合理的。在我国高等级公路，尤其是高速公路的建设中，CRCP的开发和应用将具有广阔的前景。我国现行的路面设计规范对CRCP作了介绍，但由于我国对CRCP的研究开展较晚，缺乏相关的理论研