重载交通水泥路面传力杆设计的力学分析和建议.pdf

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1、第35卷第1期武汉理工大学学报Vo1．35No．12013年1月JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYJan．2013doi：10．3963／j．issn．1671—4431．2013．01．012重载交通水泥路面传力杆设计的力学分析和建议申俊敏，张艳聪，李祖仲。(1．山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室，太原030006；2．长安大学材料科学与工程学院，西安710064)摘要：建立了winkler地基上的双层结构模型，分析了传力杆几何尺寸、空

2、间位置、与混凝土结合状况及布设方式对接缝传荷能力、传力杆内力和面层底部最大应力的影响。结果表明，增加传力杆直径和长度不能有效提高传荷能力；弯沉传荷系数随传力杆竖直偏角的增大线性减小，随传力杆支撑模量的增大呈指数增大，随松动量的增大呈二次曲线下降；传力杆数量相同时，布设在轮迹带上与沿横缝均匀布设的传荷能力相近，达到一定数量后传荷能力不再因布设位置、层数明显变化。关键词：道路工程；传荷能力；有限元；传力杆设计；重载交通中图分类号：U416．2文献标识码：A文章编号：1671—4431(2013)01—0058

3、—06MechanicalAnalysisandSuggestionsofDowelBarDesigninllCementPavementUnderHeavyTrafficSHENJun—minL。ZHANGYah—congt，LIZu—zhong(1．KeyLaboratoryofHighwayConstruction&MaintenanceinLoessRegion，ShanxiProvincialResearchInstituteofCommunication，Taiyuan030006，China

4、；2．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，Chang’anUniversity，Xi’an710064，China)Abstract：Double-layerstructuremodelwasestablished．Theeffectofdowelbardesignparametersonjointloadtransfercapacity，internalstressofdowelbarandstressofslabbottomwasanalyzedbasedon

5、it，suchasphysicaldimen—sion，three-dimensionalposition，Combinationwithconcreteandsettingmode．Theresultsshowedthatincreasingthedi—ameterandlengthofdowelbarcannoteffectivelyenhancethecapacityofload—transfer．Loadtransfercoefficientde—creasedlinearlywiththeinc

6、reaseofdowelbarverticalangle，exponentialgrowedwiththeincreaseofdowelbarsupport—ingmodulus，conicaldecreasedwiththeincreaseof1ooseness．Whenanequalnumberofdowelbarslaidonthewhee1trackbeltorlaidevenlyalongthetransversejoint，transfercapacitywasapproximatelythe

7、same，whenthequantityreachedacertainamount，transfercapacitydidn’tchangesignificantlyduetothesettingpositionandlayer．Keywords：roadengineering；loadtransfercapacity；finiteelement；dowelbardesigning；heavytraffic随着我国公路交通运输事业的快速发展，重载交通路面的里程不断增加。针对重载交通轴载重、作用次数多、轮压

8、大的特点，路面结构多为设传力杆的水泥混凝土面层和模量较大的半刚性或贫混凝土基层。结构本身属多层体系，面层被接缝分割成规则的矩形板块，板块间通过传力杆连接。传力杆设置时需保证杆端自由滑动，以利于面层的温缩变形，同时满足剪力传递的需求，以保证荷载的板间转移。现行设计规范和以往研究中，多将混凝土面板以下等效为半空间地基或Winkler地基，并据此计算传力杆正常布设时的接缝的传荷能力。实际上，面层与基层层间接触状况以及基层模量对接缝传