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旧路加铺六边形混凝土板力学分析研究

作　者: 徐瑞霞
导　师: 彭波
学　校: 长安大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 旧路改建六边形混凝土板荷载应力温度应力耦合应力
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

我国现有的水泥混凝土路面有相当一部分已经接近或超过设计年限，路面已出现严重病害，直接影响了道路的通行能力和服务水平。混凝土路面板的损坏从力学破坏类型方面分析，主要是由于荷载应力和温度应力引起的，增加混凝土强度和板厚度可以有效改善板的受力情况，但是在实际应用中，受材料、施工及经济条件制约，不能无限地提高混凝土板的厚度和强度。因此，从混凝土板块的几何形状及三维尺寸方面进行研究具有重要的意义。论文分析了混凝土路面的主要病害及产生的原因，旧混凝土路面处治措施，不同形状混凝土板的工程适用性；对旧混凝土路面加铺六边形混凝土板及矩形混凝土板进行了力学特性对比分析，并研究了旧混凝土板模量、基础模量、加铺层混凝土板厚度及其模量、传力杆对加铺层六边形混凝土板的荷载应力、温度应力和耦合应力的影响。利用有限元软件，分析了荷载作用于不同位置时六边形混凝土板的应力特性，确定了六边形混凝土板的最不利荷载作用位置；与矩形板相比，六边形混凝土板可以更有效地改善混凝土面板的受力状况。综合分析加铺层六边形混凝土板荷载应力、温度应力，以及车辆荷载和温度荷载共同作用下的耦合应力，确定了适宜进行旧路加铺改建的旧混凝土板模量范围，及加铺层六边形混凝土板厚度范围；建议在进行旧混凝土路面加铺改建时，应对基础强度进行检测，对强度较低的基础进行封堵、压浆等技术处理，以达到较好的基础支撑作用；得出加铺层六边形混凝土板荷载应力、温度应力和耦合应力与其本身模量具有很好的线性相关性，建议在满足加铺层混凝土板强度的情况下，选用合理的加铺层混凝土板模量；得出传力杆对减缓加铺层六边形混凝土板应力起到了一定的作用，应力折减系数一般在0.90～0.93之间。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-17
  1.1 研究目的及意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-15
    1.2.1 旧水泥混凝土路面改建加铺技术研究现状  10-13
    1.2.2 水泥混凝土板尺寸研究现状  13-15
  1.3 主要研究内容  15-17
第二章旧水泥混凝土路面改建技术  17-27
  2.1 旧水泥混凝土路面主要病害及其产生原因  17-21
  2.2 旧水泥混凝土路面的处理  21-23
    2.2.1 直接加铺法  21-22
    2.2.2 清除重铺法  22
    2.2.3 冲击压实法  22-23
  2.3 旧水泥混凝土路面加铺技术  23-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章旧路加铺不同形状混凝土板应力对比分析  27-40
  3.1 有限元分析理论  27-37
    3.1.1 有限元分析法  27-28
    3.1.2 弹性地基板有限元分析理论  28-30
    3.1.3 有限元分析施加的荷载  30-31
    3.1.4 有限元计算模型及材料参数的确定  31-36
    3.1.5 最不利荷载位置的确定  36-37
  3.2 旧路加铺不同形状混凝土板应力对比分析  37-38
  3.3 本章小结  38-40
第四章正六边形混凝土板加铺层荷载应力分析  40-49
  4.1 有限元计算模型和材料参数  40
  4.2 正六边形混凝土板加铺层荷载应力分析  40-47
    4.2.1 旧混凝土板模量对加铺层的荷载应力影响分析  40-42
    4.2.2 基础模量对加铺层的荷载应力影响分析  42-43
    4.2.3 加铺层混凝土板厚度对加铺层的荷载应力影响分析  43-45
    4.2.4 加铺层混凝土板模量对加铺层的荷载应力影响分析  45-46
    4.2.5 传力杆对加铺层的荷载应力影响分析  46-47
  4.3 本章小结  47-49
第五章正六边形混凝土板加铺层温度应力分析  49-58
  5.1 混凝土路面温度场计算基本理论  49-50
  5.2 有限元计算模型与材料参数  50-51
  5.3 正六边形混凝土板加铺层温度应力分析  51-57
    5.3.1 旧水泥混凝土板模量对加铺层的温度应力影响分析  52
    5.3.2 基础模量对加铺层的温度应力影响分析  52-53
    5.3.3 加铺层混凝土板厚度对加铺层的温度应力影响分析  53-55
    5.3.4 加铺层混凝土板模量对加铺层的温度应力影响分析  55-56
    5.3.5 传力杆对加铺层温度应力的影响分析  56-57
  5.4 本章小结  57-58
第六章正六边形混凝土板加铺层耦合应力分析  58-67
  6.1 有限元计算模型和材料参数  58
  6.2 正六边形混凝土板加铺层耦合应力分析  58-64
    6.2.1 旧混凝土板模量对加铺层的耦合应力影响分析  58-59
    6.2.2 基础模量对加铺层的耦合应力影响分析  59-60
    6.2.3 加铺层混凝土板厚度对加铺层的耦合应力影响分析  60-62
    6.2.4 加铺层混凝土板模量对加铺层的耦合应力影响分析  62-63
    6.2.5 传力杆对加铺层的耦合应力影响分析  63-64
  6.3 旧板模量范围和加铺层板厚度的确定  64-65
    6.3.1 适宜旧路加铺改建旧板模量范围的确定  64
    6.3.2 正六边形混凝土板加铺层厚度的确定  64-65
  6.4 本章小结  65-67
主要结论和进一步研究建议  67-69
  1、主要结论  67-68
  2、进一步研究建议  68-69
参考文献  69-73
致谢  73

旧路加铺六边形混凝土板力学分析研究

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