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傳力桿概述：

設(shè)傳力桿的水泥混凝土路面接縫通常因傳力桿松動(dòng)量增加而喪失傳遞荷載的能力,甚至出現(xiàn)混凝土的擠碎破壞。在已有的力學(xué)分析模型中,有的采用彈性懸臂梁連接板或者利用代表傳力桿傳遞荷載能力的梁?jiǎn)卧痛砘炷翆?duì)傳力桿支承傳遞荷載作用的彈簧單元建立有限元模型, 也有的建立了二維有限元模型, 但是這些模型都難以有效模擬傳力桿混凝土界面、混凝土與地基接觸狀況,因而無法**地分析路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的各種應(yīng)力變化規(guī)律、傳力桿與混凝土界面的接觸應(yīng)力分布規(guī)律和傳力桿周圍混凝土破碎和拉裂等問題 ;同時(shí),也不能方便地分析溫度變化以及溫度變化和車輛荷載同時(shí)作用對(duì)路面結(jié)構(gòu)內(nèi)有關(guān)應(yīng)力、應(yīng)變的影響規(guī)律 。為此 ,筆者采用通用有限元軟件 ANSYS , 利用實(shí)體單元模擬混凝土板和傳力桿 ,建立三維有限元分析模型 ,對(duì)軸載及溫度變化作用下傳力桿與混凝土界面處的應(yīng)力分布及變化規(guī)律進(jìn)行分析, 旨在為傳力桿裝置的改進(jìn)提供依據(jù)。

傳力桿的基本功能是在相鄰板塊之間傳遞荷載 ,同時(shí)又不限制路面板在縱向自由移動(dòng), 因此通常在傳力桿表面涂以防黏劑, 如聚乙烯膜、瀝青或各種蠟, 盡量減少傳力桿和混凝土的黏結(jié)。為防止傳力桿銹蝕 ,通常在其表面涂敷瀝青膜或環(huán)氧樹脂防銹層 ,而防黏劑通常涂敷或套在防銹層外面以減少與混凝土之間的摩擦。本文中假設(shè)傳力桿與周圍混凝土有 0. 05 mm 的初始空隙, 以模擬防黏層或防銹層 。

傳力桿交通荷載的影響

板長(zhǎng)分別取 4. 0 、5. 0 、6. 0 m , 板厚 26 cm , 板模量 E c =30 GPa , 地基模量 Es =150 M Pa , 傳力桿模量 210 GPa ,直徑 32 mm ,計(jì)算傳力桿與混凝土界面接觸應(yīng)力。結(jié)果表明 , 板長(zhǎng)對(duì)傳力桿與混凝土界面接觸應(yīng)力分布規(guī)律及**接觸應(yīng)力值影響不大。因此,只對(duì)板長(zhǎng)為 5. 0 m 情況時(shí)的傳力桿與混凝土界面應(yīng)力分布規(guī)律進(jìn)行研究 。圖 3 、4 分別為接縫面受荷板和未受荷板處傳力桿與混凝土界面的**主應(yīng)力、**剪應(yīng)力和**垂直應(yīng)力分布。圖 3(b) ～(d)中橫軸表示傳力桿與混凝土界面圓周的角度位置,0°(360°)表示傳力桿底部,180°表示傳力桿頂部,**壓應(yīng)力發(fā)生在傳力桿底部,**剪應(yīng)力發(fā)生在傳力桿底部?jī)蓚?cè),**主應(yīng)力和**拉應(yīng)力均發(fā)生在傳力桿的兩側(cè);對(duì)于受荷板 ,**壓應(yīng)力、**剪應(yīng)力、**拉應(yīng)力均發(fā)生在傳力桿頂部或底部, **主應(yīng)力發(fā)生在底部。應(yīng)力分布云圖可以更直觀地了解應(yīng)力沿圓周的分布規(guī)律。由此可見,在接縫面處傳力桿周圍混凝土高剪應(yīng)力和高支承應(yīng)力,容易導(dǎo)致與傳力桿相接觸的混凝土的擠碎和拉裂等破壞,增加傳力桿松動(dòng)量,降低傳遞荷載能力,甚至導(dǎo)致板邊整體碎裂破壞。

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