一種機(jī)場水泥混凝土道面板防翹曲變形設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機(jī)場水泥混凝土道面板防翹曲變形設(shè)計方法，所施工機(jī)場道面由多塊道面板拼裝而成，道面板為矩形水泥混凝土板，該方法包括步驟：一、自由翹曲曲率高度wqj確定；二、相鄰板間相互作用下的翹曲高度wnj確定：三、自重作用下的翹曲高度wsj確定；四、翹曲變形量計算：根據(jù)公式wj=wqj+wsj+wnj，計算出道面板的翹曲變形量wj；五、道面板板厚確定：求解出當(dāng)wj=c時道面板板厚h的取值并記作hc；其中，c為翹曲變形閾值且c=0或cs，cs為預(yù)先設(shè)計的道面板的最大允許翹曲變形量；根據(jù)計算得出的hc，確定道面板的設(shè)計板厚hs，其中hs≤hc。本發(fā)明方法步驟簡單、設(shè)計合理且實現(xiàn)方便、使用效果好，能解決水泥混凝土道面板在溫度作用下產(chǎn)生的翹曲變形問題。
【專利說明】一種機(jī)場水泥混凝土道面板防翹曲變形設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水泥混凝土道面板設(shè)計【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種機(jī)場水泥混凝土道面板防翹曲變形設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥混凝土道面板在環(huán)境氣溫和太陽輻射等因素作用下，道面板內(nèi)部的溫度會呈非均勻性分布。當(dāng)?shù)烂姘屙斆娴臏囟鹊陀诎宓椎臏囟葧r，道面板的四周便會向上翹起，形成四周高中間低的“鍋”形變形。如長期在呈非均勻性分布的溫度作用下，道面板便形成永久的翹曲變形。而道面板的永久翹曲變形會使道面平整度出現(xiàn)惡化，道面板板角的翹起會使板與基層之間脫空，造成斷角、斷邊損壞。
[0003]目前，道面板翹曲對道面造成的危害的研究主要集中在翹曲應(yīng)力的計算方面，所采用的計算方法主要有:威斯特卡德計算方法、有限元計算方法等。上述方法主要解決的是溫度翹曲應(yīng)力的計算問題，用于解決道面結(jié)構(gòu)設(shè)計時溫度與荷載應(yīng)力的相互作用問題，但這些方法無法進(jìn)行翹曲變形計算，因而不能有效解決水泥混凝土道面板在溫度作用下產(chǎn)生的翹曲變形問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種機(jī)場水泥混凝土道面板防翹曲變形設(shè)計方法，其方法步驟簡單、設(shè)計合理且實現(xiàn)方便、使用效果好，能有效解決水泥混凝 土道面板在溫度作用下產(chǎn)生的翹曲變形問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種機(jī)場水泥混凝土道面板防翹曲變形設(shè)計方法，所施工機(jī)場道面由布設(shè)在同一平面上的多塊道面板拼裝而成，所述道面板為矩形水泥混凝土板，多塊所述道面板的尺寸均相同，其特征在于該方法包括以下步驟:
[0006]步驟一、自由翹曲曲率高度Wqj確定:



JL
[0007]首先，根據(jù)公式= u O)，計算得出道面板的自由翹曲曲率半徑R，式(I)

aAT
中AT=TgXh,其中Tg為所施工機(jī)場道面的溫度梯度且其單位為。C /m，h為道面板的板厚且其單位為m，α為道面板(I)所采用水泥混凝土的熱膨脹系數(shù)且其單位為1/°C ；
[0008]之后，結(jié)合計算得出的道面板的自由翹曲曲率半徑R，并根據(jù)公式
M-;,, =R-Rmseg+R-Rcmeb (2)，計算得出道面板的自由翹曲曲率高度Wqj，式⑵中
_ accAT Λ bccAT
Oh =——，其中a和b分別為道面板的設(shè)計長度和設(shè)計寬度且其單位均為
h h
m, α為道面板所采用水泥混凝土的熱膨脹系數(shù)且其單位為1/°C ；
[0009]步驟二、相鄰板間相互作用下的翹曲高度Wiy.確定:[0010]首先，豐艮據(jù)公式
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)場水泥混凝土道面板防翹曲變形設(shè)計方法，所施工機(jī)場道面由布設(shè)在同一平面上的多塊道面板(I)拼裝而成，所述道面板(I)為矩形水泥混凝土板，多塊所述道面板(1)的尺寸均相同，其特征在于該方法包括以下步驟: 步驟一、自由翹曲曲率高度Wtu.確定: 首先，根據(jù)公式
2.按照權(quán)利要求1所述的一種機(jī)場水泥混凝土道面板防翹曲變形設(shè)計方法，其特征在于:步驟一中所述的Tg為所施工機(jī)場道面的最大溫度梯度值。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種機(jī)場水泥混凝土道面板防翹曲變形設(shè)計方法，其特征在于:步驟一中所述的Tg為所施工機(jī)場道面所處區(qū)域的溫度梯度，且其根據(jù)所施工機(jī)場道面所處區(qū)域的氣象資料或?qū)崪y氣溫數(shù)據(jù)進(jìn)行確定。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種機(jī)場水泥混凝土道面板防翹曲變形設(shè)計方法，其特征在于:步驟一中對自由翹曲曲率高度Wtu.進(jìn)行確定之前，先根據(jù)所施工機(jī)場道面的長度和寬度，對所需采用道面板(I)的數(shù)量以及長度a和寬度b進(jìn)行確定，并對道面板(I)所采用水泥混凝土的彈性模量E、熱膨脹系數(shù)α和容重Y進(jìn)行確定；同時，還需對所施工機(jī)場道面所處區(qū)域的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行確定，所確定的環(huán)境參數(shù)包括溫度梯度Tg和氣溫年較差Λ Ts。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種機(jī)場水泥混凝土道面板防翹曲變形設(shè)計方法，其特征在于:步驟一中對自由翹曲曲率高度Wqj進(jìn)行確定之前，先通過與數(shù)據(jù)處理器相接的參數(shù)設(shè)置單元設(shè)定初始參數(shù)，并建立道面板防翹曲變形計算模型； 所設(shè)定的初始參數(shù)包括翹曲變形閾值c以及道面板(I)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料性能參數(shù)和環(huán)境參數(shù)；其中所述結(jié)構(gòu)參數(shù)包括道面板(I)的長度a和寬度b，材料性能參數(shù)包括道面板(I)所采用水泥混凝土的彈性模量E、熱膨脹系數(shù)α和容重Y，環(huán)境參數(shù)包括所施工機(jī)場道面所處區(qū)域的溫度梯度Tg和氣溫年較差Λ Ts ； 所建立的道面板防翹曲變形計算模型為采用所述數(shù)據(jù)處理器將步驟一中的公式(2)、步驟二中的公式(5)和步驟三中的公式(6)均代入步驟四中的公式(7)后，所獲得的數(shù)學(xué)模型；步驟五中進(jìn)行道面板板厚確定時，所述數(shù)據(jù)處理器結(jié)合所設(shè)定的初始參數(shù)，并利用所建立的道面板防翹曲變形計算模型計算得出h。。
6.按照權(quán)利要求5所述的一種機(jī)場水泥混凝土道面板防翹曲變形設(shè)計方法，其特征在于:步驟一至步驟五中，均采用所述數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行運(yùn)算處理；步驟一中的公式(2)為自由翹曲曲率高度Wtu.與板厚h的函數(shù)關(guān)系式，步驟二中的公式(5)為相鄰板間相互作用下的翹曲高度Wiy.與板厚h的函數(shù)關(guān)系式，步驟三中的公式(6)為自重作用下的翹曲高度&與板厚h的函數(shù)關(guān)系式；步驟四中，結(jié)合所設(shè)定的初始參數(shù)，采用所述數(shù)據(jù)處理器且利用所建立的道面板防翹曲變形計算模型，換算出道面板(I)的翹曲變形量^與板厚h的函數(shù)關(guān)系式；步驟五中進(jìn)行道面板板厚確定時，采用所述數(shù)據(jù)處理器且根據(jù)換算出的道面板(I)的翹曲變形量 ' 與板厚h的函數(shù)關(guān)系式，計算得出h。。
7.按照權(quán)利要求1或2所述的一種機(jī)場水泥混凝土道面板防翹曲變形設(shè)計方法，其特征在于:所施工機(jī)場道面中相鄰兩塊所述道面板(I)之間通過連接件(2)進(jìn)行連接，多塊所述道面板(I)均鋪裝在基礎(chǔ)(3 )上。
8.按照權(quán)利要求1或2所述的一種機(jī)場水泥混凝土道面板防翹曲變形設(shè)計方法，其特征在于:所施工機(jī)場道面沿縱向延伸方向由前至后分為多個道面節(jié)段，每個所述道面節(jié)段均由沿所施工機(jī)場道面的寬度方向由左至右布設(shè)的多塊所述道面板(I)拼裝而成，左右相鄰兩塊所述道面板(I)之間通過連接件(2)進(jìn)行連接。
9.按照權(quán)利要求1或2所述的一種機(jī)場水泥混凝土道面板防翹曲變形設(shè)計方法，其特征在于:所述道面板(I)為正方形水泥混凝土板。
【文檔編號】G06F17/50GK103823948SQ201410098523
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】翁興中, 寇雅楠, 姜樂 申請人:中國人民解放軍空軍工程大學(xué)