多轮荷载作用下跑道加铺层的力学响应分析

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1、第29卷第1期2011年2月中国民航大学学报JOURNALOFCIVILAVIATIONUNIVERSITYOFCHINAV01．29No．1February201I多轮荷载作用下跑道加铺层的力学响应分析林小平1，凌建明2，蒋作舟3(1．交通运输部科学研究院，北京100029；2．同济大学道路与交通工程教育部重点实验室。上海200092；3．中国民用航空局。北京10071)摘要：以B747堋为例，考虑大型飞机复杂起落架构型和多轮荷栽的作用特点．基于ABAQUS软件建立了多层复杂结构体系的三维有限元分析模型。应用该模型，计算了多轮荷

2、栽不同组合作用下加铺层的应力和变形．揭示了道面结构的力学响应。结果表明，不同主起落架传递的荷栽在道面结构中也同样会发生叠加。引起结构中的应力增大。产生更大的表面的弯沉。关键词：机场跑道；沥青加铺层；多轮荷载；力学响应中图分类号：V35；U216．41文献标识码：A文章编号：1674—5590(2011)Ol珈17—05AnalysisofEffectMultiple-GearLoadingonRunwayAsphaltOverlayLlNXiao-pin91，LINGJian-min矿。JIANGZuo-zhou3(1．China

3、AcademyofTransportationSciences，MinistryofCommunications，BeOing100029，Ch／na；2KeyLaboratoryofRoadand蛳EngineeringoftheMinistryofEducation，％晒iUniversity，Shangha／200092，Ch／na；3-Ai,portdepartmentofCivilAvationAdministrationofChina，Beijing100710，China)Abstract：QuoteB747-400

4、’scharacteristicsoflargeaircraftcomplexlandinggearloading，baseontheinteractionoffoundation-pavementstructure-aircraftwheelingload，amethodologynamedthree-dimensionalfiniteelementisputforwardtoestablishmultilayercompositesystem7Smechanicalresponsemodel．Thenusethemodelto

5、analysisthestress-strainmechanicalresponseofairportasphMtrepavingrunway，whichindicatethatithassuperpositionofdifferentaircraftwheehngload，andthattheinreadingstressanddeflectionofairportpavement．Keywords：airportrunway；overlayofasphaltlayer；multiple-gear；mechanicalrespo

6、nse近年来，中国民用航空事业发展迅猛，航空运输总周转量已居世界第二。随着航空交通量和大型宽体飞机比例的快速增长，一些早期修建的机场跑道，道面结构损坏严重，使用性能急剧下降，迫切需要进行道面结构补强或功能恢复，以提高道面使用性能、延长使用寿命。据不完全统计，目前中国已有近20个机场实施了加铺工程，有的机场甚至是多次加镣11。沥青层加铺是改善跑道道面结构性能和功能性能的有效手段，在国内外机场跑道道面加铺中得到广泛应用。大型飞机起飞重量大，起落架构型复杂，轮子多。如B747-400的2个主起落架由16个机轮组成，最大起飞重量达4058

7、．47t。在复杂起落架构型多轮荷载作用下，道面结构可能由于荷载叠加效应产生复杂的力学响应。本文应用大型通用有限元软件ABAQUS，建立了加铺道面多层复合结构体系的有限元模型，分析了B747-400不能轮载组合方式作用下的道面结构响应规律和多轮荷载的叠加效应，可为道面结构分析与设计提供参考。1道面结构模型1．1起落架构型与汽车荷载相比，飞机起落架承受的荷载较大(轮收稿日期：2010--07-07：修回日期：2010--09—28基金项目：上海机场(集团)有限公司科研项目作者简介：林小平(198l一)，男，四川乐山人，高级工程师，博士

8、，研究方向为公路路基与机场工程．18中国民航大学学报2011年2月胎压力通常都在1．0MPa以上)，而同一起落架不同轮胎之间的间距较小，一般仅为1．0～1．5m左右，因此同一起落架上不同轮胎对道面的作用将发生叠加，使得道面下一定深度范围结构层中的应