连续配筋混凝土路面静动力学计算与分析

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连续配筋混凝土路面在纵向配置连续钢筋,施工时不设横向胀缩缝,它具有强度高、整体性好、耐久性强、行车舒适平顺、养护工作量少、维修费用低等特点,适用于高等级和重交通的道路,在欧美等发达国家的干线公路和机场道路上得到了广泛的使用。我国对CRCP的研究和应用做了一些初步的研究工作,相关的理论和应用技术还很不完善,尤其是CRCP在动荷载作用下的性能分析尚属空白。本文通过理论分析和CRCP试验路的测试对比分析,系统地研究CRCP在车辆荷载作用下的动静态响应性能。它是国家自然科学基金资助课题《连续配筋混凝土路面设计理论与方法研究》(批准号:59778047)的主要内容之一。 本文根据复合材料结构力学理论和CRCP结构的特点,详细地阐述了CRCP的弹性特性,建立了CRCP的动静态控制微分方程。利用傅里叶积分变换、三角级数和复变函数等方法,求得了双向非对称配筋、板边简支CRCP在静荷载作用下位移和应力的解析解。对板中连续配筋、路边自由的CRCP结构,根据正交各向异性对称层合板理论,通过分区叠加的方法,构造了CRCP的解函数,由自由边界条件和区块连续条件,得到了相应的解析解。通过有限元法和解析退化法分析了所得解析解的可靠性和合理性。采用数值分析方法,探讨了配筋率、配筋位置、地基模量等参数对CRCP受力变形特性的影响。运用行波原理、振型叠加和傅里叶变换法,获得了移动荷载作用下CRCP的动态响应解。考虑地基变形过程中的能量耗散效应,根据粘弹性理论、研究了粘弹性地基上CRCP在冲击和运动荷载作用下的动态响应,求得了相应的解析解。讨论分析了荷载运动速率、冲击周期、地基反应模量及粘性等参数对动态响应的影响。对CRCP的静动态响应特性进行了比较分析。通过对道路不平度进行实测与分析,研究了车路相互作用的动力特性,探讨了路面平整度和车速等因素对路面所受附加动载的影响规律。最后,通过CRCP试验路的实际测试,验证和检验了本文理论分析的正确性和数值计算结果的合理性。文中各类静动态解答均编制成了微机计算机程序,计算方便快捷,易于工程设计应用。为CRCP设计、施工和评价提供了理论依据。
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