轮荷载作用下机场刚性道面横向接缝的非线性响应

本文介绍了轮荷载作用下机场刚性道面横向接缝的响应，其内容包括：当传力杆为弹一塑性材料，并把混凝土模拟成粘－弹－塑性（elastoviscoplastic)材料时，道面接缝所表现出的线性和非线性特性。研究假设道面板置于开尔文地基之上，并且板与地基之间紧密相贴，把土壤的刚度看作是地基反应模量的一个参数；胎压的静力效应看作是一个突然施加，而后在一个较长时间里作用在道面上的持续脉冲，现已开发研究出了一套完整的三维有限元程序软件包（包括：六面体单元，梁－柱单元，弹簧单元等）。使用纽马克逐步预报一修正隐式算法（Ｎewmark's stepby-step predictor-corrector implicit alorithm)，用已有的求解动力平衡方程试验结果对该程序进行了验证，并在其后用该程序计算了与传力杆束（dowel group)的剪力分布有关的其它问题，以及荷载通过传力杆从加载板传递到未加载板时的荷载传递率等。     

不连续刚性机场道面的动力学计算

append介绍了一种不连续刚性机场道面动力学计划的有限元法。这种计算方法考虑了飞机与刚性道面之间的相互动力作用。这种刚性道面模拟成一系列粘弹性基础上不连续的、薄板有限元。由于是不连续的，所以荷载传递装置模拟成垂直的弹簧，而弹簧劲度取地传力杆的特性和传力杆与混凝土的相互作用。粘弹性是由分布的弹簧和减震器组成的。运动的飞机荷载是由线性弹簧和减震支承的块状物体（下称飞机悬浮体）来模拟的。这些飞机荷载有既定的     

用接触元模型分析有接缝混凝土道面的动力反应

该文系统介绍了一种用来分析多种接缝混凝土道面对运动的飞机荷载动力反应的有限元算法。在有限元理想化模式中，道面结构系统被理想化为置于文克勒型粘弹性基础之上的薄板有限单元，文克勒型粘弹性基础用一组分布弹簧和粘壶表示，横缝处的传力杆用平面桁架单元表示，传力杆－道面相互作用通过道面和传力杆之间的接触单元实现，企口缝或假缝定为纵缝，用垂直的弹簧单元表示。分析过程中还考虑到了飞机与道面间的相互动力作用，用弹簧     

荷载级位对接缝传荷能力影响规律的试验研究

接缝传荷能力的测试是机场刚性道面评价的重要内容。采用重型落锤式弯沉仪,研究了冲击荷载级位对于机场刚性道面道接缝传荷系数测试结果的影响规律。结果表明：采用的冲击荷载越小,测试结果出现异常的几率越大;随着冲击荷载的增大,传荷系数测试结果的随机性逐渐减小。结合目前国内机场刚性道面结构检测的技术状况并根据本次研究结果,当荷载级位取140kN时,传荷系数测试误差最大可达20％左右。     

刚性机场道面的现场测量和性能控制

回顾了（美）陆军工程兵在制定刚性机场道面设计方法时采用的现场测量和性能控制，并拟在这两个方面做进一步研究以便加深对刚性道面性能的了解。根据道面接缝测量值得出的接缝荷载传递理论是一种相当经济的道面设计方法，也是道面接缝的设计标准。另外温度和温度梯度对刚性道面的实际影响以及刚性道面同层的粘结性较差也有待通过现场测量加以改进。     

机场混凝土道面接缝密封材料的发展

在机场混凝土道面的建设和养护工程中，对混凝土板块之间的接缝要进行密封处理，防止水进入并破坏道面。过去，由于人们对道面保护的研究不够，接缝密封的防水作用和对于保护混凝土的重要性被忽视。现在，人们已经认识到，机场混凝土道面的损坏，在很多情况下是由于接缝密封差、使水进入所导致。     

机场刚性道面接缝弯沉测试的非零截距问题

采用HWD对1126个机场刚性道面板接缝进行弯沉测试,研究了机场刚性道面板接缝两侧弯沉随荷载级位变化的规律,结果表明：道面板两侧弯沉-荷载之间存在良好的线性关系;但接缝两侧弯沉-荷载回归直线在弯沉轴均存在非零截距,对于受荷板一侧此值在-136.82～＋75.23μm范围内,未受荷板一侧此值在-52.95～＋97.98μm范围内,此非零截距对于弯沉比传递系数的影响最大可达130%。分析指出弯沉-荷载曲线的非零截距为HWD车架及轮胎回弹和道面板回弹综合作用的结果,在弯沉比传递系数计算中应予以修正,提出了修正的弯沉比传递系数计算公式及根据接缝两侧弯沉-荷载回归直线斜率之比定义弯沉比传递系数的方法,可以彻底消除荷载级位对于道面传荷能力测试结果的影响。     

某机场刚性道面结构三维有限元检算

我国现行《民用航空运输机场水泥混凝土道面设计规范》（MHJ5004—95）采用解析法作为民用机场水泥混凝土道面设计方法。解析法采用地基反应模量K值作为设计基础，以Westergaard板边荷载分析为依据，并经试验及实践修正，是机场道面设计常用的的方法。某4C机场选用B737—300最大滑行重作为设计飞机荷载，在基层和底基层各设置18厘米厚水泥稳定碎石条件下，依据现行规范计算得出所需水泥混凝土道面厚度为28厘米。本次采用美国刚性混凝土板块分析有限元软件EVERFE作关键位置的力学模拟分析，以验证此道面结构计算结果。     

蜂窝状刚性（道）路面（CRP）的温度效应分析－－与平板相比较

在有荷载应力时，温度对刚性（道）路面的影响业已证明是一个非常重要的疲劳因素，尤其板块的角隅处更为明显。本文用有限元法分析了用废塑料板模压成形的正交矩阵蜂窝状穹顶单元刚性（道）路面（CRP）的铺筑方法，得出了在标准公路当量荷载（ESAL）下产生的温度应力，进而对温度效应进行了比较，分析得出CRP底部的温度拉应力明显低于PCC实体板（solid slab），而在荷载条件下，拉应力值从稍高变为很低。在实体板中，上部温度拉应力超过板的强度，而CRP板中上部的应力却不重要。CRP的应用在很大程度上可以看作是减少（与实体板道面厚度相同的）道面中的温度应力疲劳效应，而且有可能胖随着荷载应力在道面中产生相同的或较高疲劳寿命。     

蜂窝状刚性（道）路面的研究

利用有限元法分析了一个用废塑料做成的蜂窝状刚性（道）路面（CRP）设施，从中得出了标准公路当量单轴荷载（ESAL）下产生的应力。通过参数分析研究了该铺筑面的不同板块、基层、底基层、土基的厚度和弹性性能以及两种不同的胎压。本文将分析出的应力与相同荷载条件下实体（硬）板（solid salb）的应力作了比较。尽管蜂窝状刚性道（路）面的应力高于实体板的压力，但最大应力仍在铺筑刚性道面所容许使用的范围之内。基于荷载抗力和疲劳标准，这种蜂窝状刚性道（路）面能够明显地节省铺筑料、能源和费用，其值可达25％；并能使废物得到充分利用。这种CRP铺筑技术也适用于铺筑停车场、人行道、护坡、渠道衬砌、地面上的地板及类似铺面设施。     

接缝传荷能力对道面结构受力的影响

实践证明,接缝是水泥混凝土道面的薄弱环节,道面的损坏一般是由接缝的损坏开始的。唧泥和错台是接缝损坏中最常见的两种类型,其严重影响了道面的平整度和飞机滑行的舒适性。唧泥和错台是由于基层被水掏空和板边缘弯沉过大而造成的,因此,接缝必须具备良好的传荷能力,把飞机荷载传递到相邻的板,以减少受荷板的应力和弯沉,从而起到防止或减轻卿泥和错台现象的作用。     

机场混凝土道面试验道上的损坏分析

陆军工程兵对机场道面的中速交通试验结果进行研究衙发现，就相同的道面来说，不同荷载和机轮配置时，在柔性道面上观察到的道面损坏重复通过数比较接近，而刚性道面的损坏通过数相关较大。分析认为，这可能是由于试验参数对刚性道面的性能大于柔性道面，或者仅是由于刚性道面本身内在原因所臻。     

盖被混凝土道面中界面剪应力分析

在不同荷载条件下，用有限元法计算了原混凝土道面和罩面之间的剪力。其荷载作用方式考虑了垂直轮荷载、温度荷载和轮刹车力。在计算垂直轮荷载和温度梯度引起的应力时，假设罩面和原道面之间完全连续，并且道面－罩面体系符合薄板理论；利用三维有限元分析了车轮刹车荷载产生的应力，并用赛鲁堤精确解检验了有限元计算结果。在典型道面和罩面厚度条件下，将计算的轮荷载以及温度梯度在道面－罩面界面中产生的剪应力与实验室罩面试件     

提高机场水泥混凝土道面抗唧泥性能方法研究

唧泥是机场水泥混凝土道面常见病害,会进一步形成脱空病害,影响道面结构承载能力。通过对唧泥的形成机理进行分析,提出了在道面结构设计中提高道面抗唧泥性能的3种措施,分别为提高道面厚度、接缝传荷能力和和基层强度。并采用有限元软件分析了不同措施的工程效果,其中提高接缝传荷能力效果最佳,提高基层强度次之,提高道面厚度效果最差。     

刚性道面的温度效应

为了研究受温度荷载作用的刚性道面，论文介绍了一种有限元半分析方法。为了便于分析，道面理想化为文克勤弹性基础上的各同性的薄板。     

双层地基体系上板块特性参数的回归计算

目前修建的多数机场和公路的刚性道（路）面都铺设一个基层（subbaselayer)；从而由双层基础（two-layer foundation)支承着道面板构成一个混凝土板块系统。本文利用双层基础体系上板块的计算推导出一个解析的回归计算、分析道（路）面参数的方法（closed-form procedure)。为了计算道（路）面的表面弯沉，已编制出一个称之为NUS－DEF3的计算机程序，用作回归计算分析的子程序。文中介绍了这个系统的回归算法。该算法是把一个有三个未知数的三元方程组简化为一个简单的非线性方程。它不同于通过最小二乘方迭代求最好的解的常规方法，而是在得出唯一解析解时，从一开始就不需要选择初始模量。该文还用数字范例对三个典型的双层基础上板块的问题做了演示。     

浅谈局部压密注浆技术在机场跑道维修工程中的运用

水泥混凝土道面是我国机场跑道道面的主要形式之一,在我国现有机场中占有较大比重,它具有强度高,刚度大,受温度影响小,使用寿命长等优点。但水泥混凝土道面接缝较多,对重力荷载较为敏感,易发生裂缝、掉角、脱空等先期病害,从而导致道面的破损,甚至发生沉降、错台等现象,将直接影响飞行安全。如何治理与预防道面裂缝,混凝土板块的脱空、沉降等病害,搞好机场跑道道面的维护,延长机场跑道的使用寿命,确保飞行安全,具有十分重要的意义。     

机场水泥混凝土道面接缝密封处理工艺设计的重要性分析

机场水泥混凝土道面的特点之一是接缝多，这些接缝增加了施工、维护的复杂性，又是混凝土道面的薄弱环节，易引起板边、板角破坏。如不对混凝土道面接缝进行密封处理或处理不当，混凝土道面会产生许多不良后果，以至于影响机场道面的正常使用。一般情况下，道面接缝密封出了问题，人们往往只是从施工或缝料质量等方面查找的原因，却忽视了接缝密封工艺设计的缺陷。作曾参与了阿克苏、乌鲁木齐等机场水泥混凝土道面接缝密封施工工作，现就如何在设计中处理好接缝的密封谈几点体会。     

混凝土道（路）面中有效温差的研究

为了评价混凝土道（路）面中的温度翘曲应力，需要输入一个板块上、下部之间的温差、乃至温度场。然而，由于多种气候（诸如：气温、日照、云和雨等）因素的影响，一天内板块的温度是波动的。因此，一天内进行哪一项测量对翘曲分析最有意义这仍是有争议的问题。这次研究中为评价道面损坏而采用的应力模型是通过三维（3D）有限元分析得出的。为了计算因翘曲和轮荷载引起的复合应力，输入了一天内不同时间在美国14个测试现场测得的温度价值。利用疲劳假设，得出了一种计算“等效损坏”和“有效温差”的算法，并进一步把计算的有效温差和当地的气象数据相关。     

基于双POD模型的大跨屋盖多模态随机风致响应研究

讨论了具有空间相关三维随机风荷载的数学模型.风荷载的准确模拟是结构进行风致动力响应分析的第一步,POD法提供了一种高效、准确的风荷载模拟方法.本文根据双POD模型和Monte Carlo模拟法,详细研究了空间相关三维风场的数值模拟方法,模拟的风场与实际较为一致.结合随机离散法和多阶模态加速度法的原理,详细推导了大跨屋盖风致响应与风振系数的计算方法.通过大跨屋盖刚性和气弹模型风洞试验,得出高阶振型对大跨屋盖结构的风致响应的贡献不可忽略,并计算了屋盖的风致动力响应时程.研究了大跨屋盖表面荷载风振系数和位移风振系数的分布,结果与有限元分析较为吻合,证实了本文提出的方法是一种高效、准确的大跨屋盖风致响应计算方法.