温湿翘曲对连续配筋混凝土路面配筋设计的影响

• 作者: 王骁帆 张毅 刘朝晖
• 来源期刊: 公路交通科技
• 学科: 交通运输
• 关键词: 道路工程 温湿翘曲 有限元 连续配筋混凝土路面 配筋设计
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 道路工程
• 页码范围: 33-40
• 页数: 8页
• 分类号: U416.222
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-0268.2021.01.005

摘要

对连续配筋混凝土路面(CRCP)进行配筋设计时,现行规范和研究将路面板当作均匀板,忽略了相对湿度对混凝土物理力学性质的影响.针对CRCP的结构特点和配筋设计的不足,利用薄板小挠度翘曲理论,推导了非均匀混凝土板湿度翘曲应力的解析公式.根据解析公式和温湿等效原则,计算了湿度梯度对应的等效温度梯度.实测了混凝土板在不同工况条件下的相对湿度分布曲线,回归了混凝土板相对湿度的分布方程.将等效温度梯度计算值和温度梯度代表值分别代入Westergaard公式和ABAQUS有限元模型,计算温湿翘曲应力.两者翘曲应力的最大计算值相差3.5％,满足工程精度的要求,验证了有限元模型的合理性.赋予混凝土板钢筋网片,建立了CRCP有限元模型;利用实测湿度数据,分析了温湿耦合梯度作用下,钢筋应力、裂缝缝隙位移和翘曲应力的分布规律.主要结论有:非均匀板的等效负温度梯度比均匀板大8％～10％;基层滞水会显著增强混凝土板的湿度变形;温湿耦合梯度作用下,钢筋的拉应力从板中到横向裂缝位置显著增大,最大达到89.13 MPa;混凝土的最大翘曲应力为1.69 MPa,位于面板的中心;钢筋埋置位置的缝隙位移沿横向呈二次抛物线分布规律;温湿翘曲应力和缝隙位移随着裂缝间距的增大而增大.