西山隧道连续配筋混凝土路面设计与施工技术研究

摘要

随着我国隧道公路交通量的增大，重型运输车辆的比重日益加大，隧道路面结构强度和使用性能直接影响到行车舒适度、路面抗噪性能、抗滑性能和表面功能耐久性等。连续配筋混凝土路面（简称CRCP）消除了普通水泥混凝土路面的横向接缝，具有非常显著的优点，能够适应当前隧道公路交通大流量、重型化的发展趋势，具有广阔的市场前景。
　　 本文以太（原）至古（交）高速公路西山隧道为工程依托，基于CRCP收缩应力分析对隧道CRCP设计与施工技术进行了深入研究。首先，汇总了进行CRCP收缩应力分析需要考虑的各影响因素并加以分析，得出最适合建模分析的各项;在此基础上，推导出两端钢筋位移固定和允许两端钢筋位移两种情况下的CRCP收缩应力解析解，并建立其有限元模型进行对比分析，分析了这两种情况下的CRCP板内应力分布，以及配筋率、温降与干缩、粘结滑移关系、热膨胀系数以及弹性模量等结构参数对CRCP路面收缩应力的影响;然后，通过修建试验路，进行了CRCP试验路的混凝土配合比设计和路面结构设计，在配筋率设计方面，对于隧道中部和隧道口采用了不同配筋率，总结了CRCP施工的技术要点，并对施工过程中存在的问题进行了原因分析。最后，对试验路进行了35天的观测，包括有隧道温度场、路面裂缝以及面板应力应变与温度，通过对大量观测数据的分析，验证了理论分析的正确性及设计方法的可行性。为隧道CRCP的推广提供了一定的理论依据和实践经验。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究概况

1．2．1 国外研究概况

1．2．2 国内研究概况

1．3 目前研究的不足之处

1．4 本文主要研究内容

1．5 本文技术路线图

第二章 CRCP材料界面特性与面板位移研究

2．1 CRCP材料与界面特性

2．1．1 混凝土本构模型

2．1．2 钢筋本构模型

2．1．3 地基模型

2．1．4 钢筋与混凝土间的粘结滑移关系

2．1．5 基层与面板间的摩阻关系

2．2 CRCP面板位移

2．2．1 理论分析

2．2．2 实际观测

2．3 本章小结

第三章 CRCP收缩应力计算分析

3．1 CRCP收缩应力解析解

3．1．1 计算模型分析

3．1．2 收缩应力通解

3．1．3 两端钢筋位移固定的解

3．1．4 允许两端钢筋位移的解

3．2 CRCP收缩应力有限元数值解

3．2．1 ABAQUS软件简介

3．2．2 CRCP基于ABAQUS的建模

3．2．3 两端钢筋位移固定的板内应力分布

3．2．4 允许两端钢筋位移的板内应力分布

3．3 CRCP收缩应力参数敏感性分析

3．3．1 配筋率

3．3．2 温降和干缩

3．3．3 粘结滑移

3．3．4 热膨胀系数

3．3．5 弹性模量

3．4 本章小结

第四章 试验路路面设计与施工

4．1 试验路概况

4．1．1 试验路段沿线自然地理状况

4．1．2 试验路段沿线材料、水、电等建设条件

4．1．3 试验路段路面结构

4．2 原材料检测

4．3 混凝土配合比设计

4．4 配筋设计

4．5 接缝设计

4．6 试验路CRCP施工工艺

4．7 本章小结

第五章 CRCP试验路观测与分析

5．1 隧道路面工作环境调查

5．1．1 隧道温度场调查

5．1．2 隧道湿度场调查

5．2 CRCP裂缝观测

5．2．1 裂缝类型

5．2．2 裂缝发展与分布

5．3 面板应力应变及温度测试

5．3．1 混凝土应变测试机理

5．3．2 试验路应力应变及温度观测

5．4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 读学位期间发表论文及参与科研项目