【毕业论文】水泥路面结构设计.ppt
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1、水泥路面结构设计,凌天清 重庆交通大学 2009-11-14,教学目标,教学要求: 基本设计理论(重点掌握) 可靠度设计基本原理(掌握) 设计方法和步骤(熟练掌握) 其它设计方法(一般了解) 教学目标:让学生掌握水泥混凝土路面设计理论的发展过程,掌握规范设计步骤与方法,可独立设计 难点:理论演化发展过程及其与规范方法的关系,病害引出设计指标弯拉应力,断板、角隅断裂是常见的结构性病害特征 主要原因是:板块裂缝处在重复弯拉疲劳作用下,材料力学指标(抗折强度)下降,最后单次荷载作用超出材料强度产生微裂缝,逐步发展成为上述病害。,水泥混凝土路面特点(1),1 水泥混凝土本身的抗压强度远大于抗折强度以抗
2、折强度作为设计标准; 2 混凝土板在自然条件下,存在沿板厚方向的温度梯度,会产生翘曲现象,如果受到约束,会在板中产生翘曲应力温度翘曲应力 3 荷载多次重复作用,温度梯度也反复变化,混凝土板有疲劳现象要考虑交通量重复作用的疲劳效应,水泥混凝土路面力学特点(2),1 混凝土的强度远大于基层和土基模量和强度地基被简化为单一体 2 基层表面与路面板间摩擦力较小滑动假定,只传递竖向力 3 板块厚度相对与平面尺寸较小,板块在荷载作用下的挠度(竖向位移)很小忽略z方向应力应变变化细节 发展出小挠度弹性薄板理论,水泥混凝土板的基本力学模型,为分析水泥混凝土板块受拉而发展: 1、起点:完全弹性问题(弹性力学经典
3、三方程) 2、简化:力学特点假定具体公式 3、结果:,理论解析解q(x,y)不同,荷载应力: 1、Winkler温克勒地基特点(“浮板”) 2、Westergaard解温克勒地基上的小挠度弹性无限大板(板中)、半无限大(板边)、四分之一无限大(角隅)的解答,Kelly根据阿灵顿试验段结果进行修正 3、Hogg解弹性半空间体地基上的小挠度弹性无限大圆板(轴对称课题) 温度应力: 1、均匀降温应力板块尺寸有限而舍去 2、翘曲应力线性变温、板受到地基完全约束情况下的Westergaard解,理论还未解决的问题,1、弹性地基上有限尺寸板的解答; 2、规范中设计方法给出的计算诺模图采用了有限元计算方法,
4、是一种数值方法。,水泥混凝土路面设计内容,1、结构组合设计结合规范 2、平面尺寸设计、配筋设计常用 3、厚度设计基于理论和设计计算,规范设计方法基本公式,分析公式构成,各项物理意义。 其标准是:因荷载和温度产生的某最不利荷载作用位置处的疲劳应力,在一定可靠度保证的情况下,小于等于材料的抗折强度,不发生拉裂破坏。,第一项可靠度系数,来源:材料不均匀、施工过程的不均匀、厚度的不均匀等造成实际路面与设计路面的差异,为保证设计路面的可靠性,需要引入该参数 实际采用的目标可靠度是多因素根据累积数据分析综合得到 反过来,可靠度可用于控制施工中的参数变异 不详细讲,示意规范可靠度要求表,右侧项抗折强度,由材
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