传力杆

沿水泥混凝土路面横缝中央布置的圆钢筋
传力杆指的是沿水泥混凝土路面板横缝,每隔一定距离在板厚中央布置的圆钢筋[1]。传力杆的设置目的是为了保证接缝的传荷能力和路面的平整度,防止错台等病害的产生[2],美国弗吉尼亚州最早于1917年开始使用传力杆,并随后得到迅速推广[3]
传力杆系用圆钢筋制成,通常直径19~25毫米的光面钢筋,长度约400~700毫米,传力杆的一端固定在混凝土内,另一端涂上沥青后套上内径较传力杆直径约大5毫米的金属或硬质塑料的套管内。传力杆常设置于路面混凝土板的中心部位,在同一条伸缝上的传力杆,应两边交错设置。当车辆轮压施荷于某一板边时,通过传力杆将一部分荷载迅速传递至相邻一边的路面上,促使相邻板块共同承受荷载避免因局部轮压过大而造成破坏,保证路面的正常工作[4]

接触应力

概述
设传力杆的水泥混凝土路面接缝通常因传力杆松动量增加而丧失传递荷载的能力,甚至出现混凝土的挤碎破坏。在已有的力学分析模型中,有的采用弹性悬臂梁连接板或者利用代表传力杆传递荷载能力的梁单元和代表混凝土对传力杆支承传递荷载作用的弹簧单元建立有限元模型, 也有的建立了二维有限元模型, 但是这些模型都难以有效模拟传力杆混凝土界面、混凝土与地基接触状况,因而无法精确地分析路面结构内的各种应力变化规律、传力杆与混凝土界面的接触应力分布规律和传力杆周围混凝土破碎和拉裂等问题 ;同时,也不能方便地分析温度变化以及温度变化和车辆荷载同时作用对路面结构内有关应力、应变的影响规律。为此 ,笔者采用通用有限元软件ANSYS , 利用实体单元模拟混凝土板和传力杆 ,建立三维有限元分析模型 ,对轴载及温度变化作用下传力杆与混凝土界面处的应力分布及变化规律进行分析, 旨在为传力杆装置的改进提供依据。