FRP筋连续配筋混凝土路面横向裂缝传荷特性研究

发布时间：2017-08-06 20:25

  本文关键词：FRP筋连续配筋混凝土路面横向裂缝传荷特性研究

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【摘要】：FRP筋连续配筋混凝土路面(FRP-CRCP)使用FRP筋代替普通钢筋很好的解决钢筋锈蚀引起的病害,具有使用寿命长,后期维护简单、维护费用少等优点,横向裂缝是该路面主要破坏形式之一,研究FRP-CRCP横向裂缝处传荷特性具有一定的研究意义。本文结合GFRP筋力学性能试验得到相关参数,运用有限元分析软件对FRP筋连续配筋混凝土路面结构进行模型建模,通过比较普通水泥混凝土路面与FRP筋作为传力杆传荷的FRP筋连续配筋混凝土路面间横向裂缝传荷能力的差异,运用传荷能力与弯沉值间的关系得出横向裂缝传荷传荷系数回归公式,主要分析结论如下:1.通过分析模型中主要影响因素对模型板顶弯沉差值及板底最大主应力影响作用,表明FRP筋、基层及地基刚度增加会使路面板板底最大主应力减小,而混凝土强度增加却会使路面板板底最大主应力增加。2.车辆荷载对路面裂缝处结构受力影响较大,而路面横向裂缝之间的间距只在一定范围内变化对板顶弯沉差值与板底最大主应力值有明显影响。3.普通水泥混凝土路面横向裂缝处破坏程度严重,完全丧失混凝土嵌锁传荷作用,基层及地基传荷引起裂缝两侧板顶弯沉值不同,对FRP筋连续配筋混凝土路面横向裂缝传荷系数评定有一定影响。4.FRP筋作为传力杆传荷能够较好的提高裂缝处传荷能力,对比表明当裂缝破坏程度在一定范围时,FRP筋连续配筋混凝土路面的横向裂缝传荷能力明显强于普通水泥混凝土路面。横向裂缝处破坏程度严重时,FRP筋的传荷作用较大;裂缝处破坏程度较轻时,混凝土嵌锁传荷作用较大。
【关键词】：FRP筋 连续配筋混凝土路面 横向裂缝 车辆荷载 荷载传递 弯沉值
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.216.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 研究背景及问题的提出8-9
• 1.2 关于CRCP国内外使用与研究9-11
• 1.3 关于FRP-CRCP国内使用与研究现状11-12
• 1.4 关于路面横向裂缝国内外研究现状12-13
• 1.5 本文主要研究内容及项目来源13-15
• 1.5.1 主要研究内容13-14
• 1.5.2 本论文项目来源14-15
• 第2章 FRP连续配筋混凝土路面裂缝形成及传荷机理15-22
• 2.1 FRP筋连续配筋混凝土路面横向裂缝形成机理15-17
• 2.1.1 横向裂缝早期开裂机理15
• 2.1.2 正常使用时横向裂缝形成机理15-17
• 2.1.3 FRP筋连续配筋混凝土路面横向裂缝扩展机理17
• 2.2 横向裂缝传荷机理17-19
• 2.2.1 混凝土嵌锁传力17-18
• 2.2.2 纵向传力杆传力18-19
• 2.3 传统横向裂缝荷载传递能力评价系统19-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 有限元模型介绍及相关材料性能试验22-32
• 3.1 计算软件介绍22-23
• 3.1.1 MIDAS FEA简介22
• 3.1.2 软件操作流程22-23
• 3.1.3 MIDAS FEA在裂缝模型方面的应用23
• 3.2 混凝土及FRP筋力学性能试验23-26
• 3.2.1 混凝土压缩性能试验24-25
• 3.2.2 FRP筋拉伸性能试验25-26
• 3.3 有限元模型及参数的选取26-32
• 3.3.1 有限元模型27
• 3.3.2 荷载传递能力模拟27-28
• 3.3.3 基本假定28
• 3.3.4 FRP层模量等效28-30
• 3.3.5 参数选定30-32
• 3.4 本章小结32
• 第4章 静载作用下模型力学响应及传荷能力评估32-53
• 4.1 模型建立及可靠性验证32-35
• 4.1.1 模型建立32-34
• 4.1.2 模型可靠性验证34-35
• 4.2 FRP-CRCP路面横向裂缝处力学响应分析35-48
• 4.2.1 混凝土模量因素37-38
• 4.2.2 FRP筋模量因素38-39
• 4.2.3 基层及地基刚度因素39-44
• 4.2.4 路面结构层刚度比值因素44-45
• 4.2.5 荷载因素45-46
• 4.2.6 横向裂缝间距因素46-48
• 4.3 裂缝传荷系数评定指标研究48-51
• 4.3.1 普通水泥混凝土路面横向裂缝传荷48-49
• 4.3.2 FRP筋连续配筋混凝土路面横向裂缝传荷49-51
• 4.4 本章小结51-53
• 第5章 结论与展望53-55
• 5.1 结论53-54
• 5.2 展望54-55
• 参考文献55-58
• 致谢58-59
• 攻读学位期间发表论文目录及参加的科研项目59

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本文编号：631344