本發明屬于機場跑道建筑
技術領域：
，涉及一種公路跑道水泥混凝土道面板應力判定準則。
背景技術：
：過去公路跑道水泥混凝道面設計方法是以軍用永備機場道面厚度設計方法為依據，沒有考慮汽車和飛機荷載的共同作用，不符合國內公路跑道建好以后長期供汽車使用的特點。為了科學計算道面厚度的荷載作用，將飛機和汽車荷載聯合作用效果計算在應力分析之中，使道面疲勞壽命滿足汽車和飛機的使用要求。技術實現要素：本發明的目的在于提供一種公路跑道水泥混凝土道面板應力判定準則，解決了目前沒有高效準確地計算方法計算飛機和汽車共同作用條件下道面應力計算的問題。本發明所采用的技術方案是按照以下步驟進行：步驟1：計算汽車荷載臨界荷位處產生的荷載疲勞應力δpr1；(1)先計算標準軸載在臨界荷位處產生的荷載應力δpsδps＝0.077r0.6h-2式中：σps——標準軸載在四邊自由板臨界荷位處產生的荷載應力；r——混凝土板的相對剛度半徑；h——混凝土板的厚度；Ec——水泥混凝土的彎拉彈性模量；Et——基層頂面當量回彈模量；(2)荷載疲勞應力計算δpr1δpr1＝krkfkcδpskr——考慮接縫傳荷能力的應力折減系數；kf——設計基準期內的荷載疲勞應力系數；Ne——設計基準期內標準軸載累計作用次數；ν——與混合料性質有關的指數；kc——綜合系數；步驟2：計算飛機荷載臨界荷位處產生的荷載疲勞應力δpr2(1)計算飛機在臨界荷位處產生的荷載應力δp式中：σp——飛機在四邊自由板臨界荷位處產生的荷載應力；q——胎壓；Tw—接縫傳荷系數；(2)計算飛機產生的疲勞應力δpr2δpr2＝kfδp其中步驟3、荷載臨界荷位處產生的溫度疲勞應力δtr(1)計算翹曲應力δtm式中：αc——混凝土的線膨脹系數；Tg——最大溫度梯度；Bx——綜合溫度翹曲應力和內應力作用的溫度應力系數；l——板長，即橫縫間距；(2)計算溫度疲勞應力為δtr＝ktδtmkt——溫度疲勞應力系數；步驟4、設計應力滿足應力判定準則rr(δpr1+δpr2+δtr)≤fr其中fr---確定混凝土的設計彎拉疲勞強度，通常情況下取5.0MParr---可靠度系數。進一步，所述步驟1中，縱縫為設拉桿的平縫時，kr＝0.87～0.92；縱縫為不設拉桿的平縫或自由邊時，kr＝1.0；縱縫為設拉桿的企口縫時，kr＝0.76～0.84；普通混凝土、鋼筋混凝土、連續配筋混凝土ν＝0.057；碾壓混凝土和貧混凝土ν＝0.065；進一步，所述步驟2中Tw＝0.55。進一步，所述步驟3中αc＝1×10-5/℃。進一步，所述步驟4中fr＝5.0MPa。本發明提供了一種公路跑道水泥混凝土道面板應力判定準則，能夠有效地提高跑道的疲勞壽命。具體實施方式下面結合具體實施方式對本發明進行詳細說明。選取混凝土板的縱向邊緣中部作為產生最大荷載和溫度梯度綜合疲勞損壞的臨界荷位，按照以下步驟計算荷載和溫度共同作用的疲勞應力。1、計算汽車荷載臨界荷位處產生的荷載疲勞應力δpr1(1)先計算標準軸載在臨界荷位處產生的荷載應力δpsδps＝0.077r0.6h-2式中：σps——標準軸載在四邊自由板臨界荷位處產生的荷載應力(MPa)；r——混凝土板的相對剛度半徑(m)；h——混凝土板的厚度(m)；Ec——水泥混凝土的彎拉彈性模量(MPa)；Et——基層頂面當量回彈模量(MPa)；(2)荷載疲勞應力計算δpr1：δpr1＝krkfkcδpskr——考慮接縫傳荷能力的應力折減系數，縱縫為設拉桿的平縫時，kr＝0.87～0.92；縱縫為不設拉桿的平縫或自由邊時，kr＝1.0；縱縫為設拉桿的企口縫時，kr＝0.76～0.84；kf——設計基準期內的荷載疲勞應力系數，Ne——設計基準期內標準軸載累計作用次數；ν——與混合料性質有關的指數，普通混凝土、鋼筋混凝土、連續配筋混凝土，ν＝0.057；碾壓混凝土和貧混凝土，ν＝0.065；kc——綜合系數，如表1。表1公路等級高速公路一級公路二級公路kc1.301.251.202、飛機荷載臨界荷位處產生的荷載疲勞應力δpr2計算方法(1)計算飛機在臨界荷位處產生的荷載應力δp式中：σp——飛機在四邊自由板臨界荷位處產生的荷載應力(MPa)；q——胎壓(MPa)；Tw—接縫傳荷系數，可選0.55；(2)計算飛機產生的疲勞應力δpr2δpr2＝kfδp其中3、荷載臨界荷位處產生的溫度疲勞應力δtr計算方法(2)計算翹曲應力δtm式中：αc——混凝土的線膨脹系數(1/℃)，通常可取為1×10-5/℃；Tg——最大溫度梯度，可查表3.0.8取用；Bx——綜合溫度翹曲應力和內應力作用的溫度應力系數；l——板長，即橫縫間距(m)。(2)計算溫度疲勞應力為δtr＝ktδtmkt——溫度疲勞應力系數。4、設計應力滿足應力判定準則rr(δpr1+δpr2+δtr)≤fr。其中fr---確定混凝土的設計彎拉疲勞強度，通常情況下取5.0MPa。rr---可靠度系數，可取值如表2。表2本發明可以計算汽車和多種飛機共同作用條件下道面板內部的疲勞應力以及溫度疲勞應力，主要用于公路跑道道面結構層厚度計算。以上所述僅是對本發明的較佳實施方式而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施方式所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本發明技術方案的范圍內。當前第1頁1 2 3