基于正交試驗(yàn)的有限元雙層CRCP鋼筋受力狀態(tài)優(yōu)化分析.pdf

1、本文依托武漢市城建委《極重荷載條件下城市道路雙層連續(xù)配筋水泥混凝土路面設(shè)計(jì)及技術(shù)研究（項(xiàng)目編號：201502）》科技計(jì)劃項(xiàng)目和“武漢市21號公路雙層CRCP工程”，采用正交試驗(yàn)分析方法、現(xiàn)場試驗(yàn)路段檢測數(shù)據(jù)標(biāo)定ANSYS有限元分析模型，對雙層CRCP的鋼筋受力狀態(tài)開展相關(guān)研究。首先，現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)顯示，雙層CRCP路面結(jié)構(gòu)中下層鋼筋受力過小，沒有達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期，即以下層鋼筋作為雙層CRCP路面結(jié)構(gòu)的主要抗彎構(gòu)件，提出可能因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)組合及設(shè)計(jì)參

2、數(shù)影響了面板中性層位置變化并導(dǎo)致鋼筋受力不合理的設(shè)想；然后，結(jié)合不同路面結(jié)構(gòu)模型判斷出影響因素并進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和有限元計(jì)算，運(yùn)用正交試驗(yàn)分析方法分析得出影響雙層CRCP下層鋼筋受力狀態(tài)各因素的主次順序，即：素混凝土層厚度>素混凝土模量>水泥穩(wěn)定碎石層厚度>土基模量>瀝青層厚度，在此基礎(chǔ)上又對主要影響因素進(jìn)行了單因素有限元計(jì)算分析；最后，根據(jù)上述研究結(jié)論，提出雙層CRCP鋼筋受力狀態(tài)優(yōu)化措施：（1）在不影響整體路面結(jié)構(gòu)的情況下，素混凝土

3、層厚度降低，甚至取消該結(jié)構(gòu)層，可使鋼筋應(yīng)力更大，鋼筋利用率更高；（2）計(jì)算結(jié)果表明，水泥穩(wěn)定碎石層厚度為0cm時(shí)，下層縱向鋼筋應(yīng)力最大，理論上可以取消該結(jié)構(gòu)層，但考慮到配筋率可能增大及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性問題，水泥穩(wěn)定碎石層厚度宜設(shè)15-30cm；（3）可適當(dāng)減小素混凝土模量，即降低素混凝土層的混凝土標(biāo)號，以提高路面結(jié)構(gòu)中鋼筋應(yīng)力；（4）提出了針對“21號公路”的工程實(shí)踐優(yōu)化方案：瀝青層厚度4cm、素混凝土層厚度0cm、水穩(wěn)層厚度15cm、土