《重載港區聯鎖塊鋪面結構設計技術》是依託同濟大學，由談至明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：重載港區聯鎖塊鋪面結構設計技術
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：談至明
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
針對我國現行港口堆場、道路的聯鎖塊鋪面設計方法中存在的三大問題：1.貨櫃荷載設計值的精度不足和依據缺失；2.聯鎖塊面層結構的力學模型過於簡化；3.無法綜合考慮各類裝運荷載對鋪面結構損壞效應。通過對實測數據的統計分析，提出符合我國貨櫃箱重分布規律的貨櫃箱角荷載的設計標準值和分項係數。建立考慮塊體間嵌擠和摩阻的聯鎖塊鋪面結構三維有限元法模型，通過足尺試驗對模型進行驗證和標定，進而，系統分析聯鎖塊鋪面結構的荷載擴散能力，聯鎖塊尺寸、塊體間嵌擠和摩阻的影響。對港區裝運機械的荷載特徵進行歸納、分類、分級，提出與鋪面結構損壞類型相對應的裝運機械當量荷載方法，給出各類常用裝運機械的當量係數。在此基礎上，建立重載港區聯鎖塊鋪面結構設計方法。研究有助於弄清聯鎖塊鋪面結構的破壞機理和規律，攻克重載港區聯鎖塊鋪面結構設計的關鍵技術。
結題摘要
聯鎖塊鋪面具有很多獨特的優點，我國現行《港口道路、堆場鋪面設計與施工規範》(JTJ 296-96)頒布已有20多年，其中存在著不能滿足港區荷載重型化趨勢要求、聯鎖塊鋪面結構力學模型與實際狀況有較大差異和缺乏簡便實用的港區流動機械荷載的處理方法等突出問題，亟待完善和改進。 本項目研究蒐集、整理了現階段港區流動機械荷載和貨櫃荷載情況；對現行流動機械輪、軸荷載分級進行調整；分析了貨櫃重箱的箱重分布規律；給出了貨櫃荷載設計標準值的計算公式。 根據聯鎖塊鋪面結構的主要破壞形式和結構回響，選擇土基頂面壓應變作為柔性基層聯鎖塊鋪面的結構設計指標，基層層底彎拉應力為剛性、半剛性基層聯鎖塊鋪面的結構設計指標。對鋪面材料的強度、疲勞方法、彈性模量和土基回彈模量等鋪面設計參數進行了明確的規定。 建立了聯鎖塊鋪面三維實體模型，其中，聯鎖塊塊間設定各向異性的夾層單元，夾層與聯鎖塊有初壓應力且受壓連續、受拉脫開；基於路表回彈彎沉、基層層底彎拉應力和土基頂面彎拉應力等效原則，將聯鎖塊層等效為一彈性均勻層。總結了不同鋪砌方法，接縫夾層模量和初壓應力情況下的聯鎖塊層等效模量的變化規律，給出了回歸公式。先後進行了二次足尺聯鎖塊鋪面結構承載試驗，第一次採用異形聯鎖塊，第二次採用矩形塊聯鎖塊；依據兩次室內足尺試驗結果，對三維有限元模型中的結構參數和邊緣約束條件進行標定，結合工程經驗給出了不同條件下聯鎖塊層等效模量推薦值。 歸納提出了港口常用各種型號的叉車、正面吊、輪胎式和汽車式起重機、跨運車、龍門吊、貨櫃拖掛車、平板車等流動機械在不同鋪面結構、不同設計指標條件下的當量單輪荷載係數的回歸式。實現了港口諸多荷載的簡便且精確的當量化。 綜上成果，建立一套完備的重載港區聯鎖塊鋪面結構設計方法。該設計方法及參數已被中華人民共和國行業標準《港口道路與堆場設計規範》(JTS168-2017)採用。
