基于正交試驗的有限元雙層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計及技術研究（項目編號：201502）》科技計劃項目和“武漢市21號公路雙層CRCP工程”，采用正交試驗分析方法、現場試驗路段檢測數據標定ANSYS有限元分析模型，對雙層CRCP的鋼筋受力狀態(tài)開展相關研究。首先，現場檢測數據顯示，雙層CRCP路面結構中下層鋼筋受力過小，沒有達到設計預期，即以下層鋼筋作為雙層CRCP路面結構的主要抗彎構件，提出可能因為結構組合及設計參

2、數影響了面板中性層位置變化并導致鋼筋受力不合理的設想；然后，結合不同路面結構模型判斷出影響因素并進行正交試驗設計和有限元計算，運用正交試驗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，在此基礎上又對主要影響因素進行了單因素有限元計算分析；最后，根據上述研究結論，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構的情況下，素混凝土

3、層厚度降低，甚至取消該結構層，可使鋼筋應力更大，鋼筋利用率更高；（2）計算結果表明，水泥穩(wěn)定碎石層厚度為0cm時，下層縱向鋼筋應力最大，理論上可以取消該結構層，但考慮到配筋率可能增大及結構設計合理性問題，水泥穩(wěn)定碎石層厚度宜設15-30cm；（3）可適當減小素混凝土模量，即降低素混凝土層的混凝土標號，以提高路面結構中鋼筋應力；（4）提出了針對“21號公路”的工程實踐優(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