一种飞机荷载和水泥混凝土道面特性的交通量换算方法技术

技术编号:17780100 阅读:61 留言:0更新日期:2018-04-22 08:48
本发明专利技术公开了一种飞机荷载和水泥混凝土道面特性的交通量换算方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、飞机荷载应力σp的确定,进而确定拟换算飞机荷载应力σp1,以及设计飞机荷载应力σp2;步骤2、水泥混凝土道面板疲劳方程确定,进而确定拟换算飞机作用下的水泥混凝土道面板疲劳方程,以及设计飞机作用下的水泥混凝土道面板疲劳方程;步骤3、交通量换算公式的确定。本发明专利技术解决在某一交通量组合时,采用不同飞机作为设计飞机进行飞机之间的交通量换算,由换算所得到设计飞机的交通量进行道面板厚度计算时导致板厚不一致的问题,保证交通换算符合交通量换算原则和换算结果的正确性。步骤简单、设计合理、实现方便、使用效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机荷载和水泥混凝土道面特性的交通量换算方法
本专利技术涉及水泥混凝土道面结构设计
,尤其涉及一种飞机荷载和水泥混凝土道面特性的交通量换算方法。
技术介绍
目前,国内外机场水泥混凝土交通量换算方法主要有美国联邦航空局(FAA)、国际民航组织的方法。这些方法在进行不同飞机之间的交通量换算时,在交通量换算公式中只有飞机荷载特性的参数,没有道面结构的参数,即只考虑了飞机荷载特性对交通量的作用,没有考虑水泥混凝土道面结构参数对交通量的作用,结果是:采用不同飞机作为设计飞机进行交通量换算时,计算出的道面板厚度是不一样的。由此无法判定计算结果的正确性,也不符合交通量换算原则中对于某一交通组合,不论以何种飞机作为设计飞机,进行飞机的交通量换算,由换算所得到的设计飞机作用次数计算出的道面结构厚度是相同所做的规定。因此,是一种不准确的交通量换算方法。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷,本专利技术所要解决的技术问题是提供一种飞机荷载和水泥混凝土道面特性的交通量换算方法,解决在某一交通量组合时,采用不同飞机作为设计飞机进行飞机之间的交通量换算,由换算所得到设计飞机的交通量进行道面板厚度计算时导致板厚不一致的问题,保证交通换算符合交通量换算原则和换算结果的正确性。为实现上述目的,本专利技术提供了一种飞机荷载和水泥混凝土道面特性的交通量换算方法,包括以下步骤:步骤1、飞机荷载应力σp的确定,进而确定拟换算飞机荷载应力σp1,以及设计飞机荷载应力σp2;步骤2、水泥混凝土道面板疲劳方程确定,进而确定拟换算飞机作用下的水泥混凝土道面板疲劳方程,以及设计飞机作用下的水泥混凝土道面板疲劳方程;步骤3、交通量换算公式的确定。进一步地,所述步骤1具体为:飞机起落架荷载在道面板纵缝边缘中点可以用下面公式进行计算:单轮起落架:K=1(2)双轮起落架:双轮双轴起落架式中:σp—最大荷载应力,MPa;h—面层板厚度,m;r—荷载圆半径,m;p—考虑动力影响后一个机轮上的荷载,kN;q—胎压,MPa;Tw—接缝传荷系数,当荷载作用在纵缝边缘时,为纵缝传荷系数Twx;Ec—水泥混凝土弹性模量,MPa;Et—基层顶面当量回弹模量,MPa;R1—双轮荷载的轮距,m;R2—双轴双轮荷载的轴距,m;K—荷载圆半径修正系数;拟换算飞机主起落架产生的荷载应力σp1为:式中:K1—拟换算飞机的荷载圆半径修正系数,按拟换算飞机主起落架的构型选择式(2)、(3)和(4)中的一个进行计算;q1、r1—拟换算飞机主起落架荷载圆胎压(MPa)和荷载圆半径(m);设计飞机主起落架产生的荷载应力σp2为:式中:K2—设计飞机的荷载圆半径修正系数,按设计飞机主起落架的构型选择式(2)、(3)和(4)中的一个进行计算;q2、r2—设计飞机主起落架荷载圆胎压(MPa)和荷载圆半径(m)。进一步地,所述步骤2具体为:考虑飞机荷载和温度共同作用下的水泥混凝土道面板的疲劳应力,当考虑荷载与温度共同作用时,疲劳方程需要采用双应力的疲劳方程,即考虑荷载和温度的作用,其疲劳方程形式为:式中:σp—飞机荷载作用在道面板纵缝边缘中点产生的最大应力,MPa;σtr—道面板纵缝边缘中点温度翘曲疲劳应力,MPa;N—荷载重复作用次数;fr—水泥混凝土的设计弯拉强度,MPa;a,b—回归系数;根据实测参数,通过校准分析得到了疲劳方程的回归系数值,a=1.25,b=0.024,则疲劳方程为:对于拟换算飞机主起落架产生的应力所对应的疲劳方程为:lgσp1-lg(fr-σtr)=lg1.25-0.024lgN1(10)式中:σp1—拟换算飞机主起落架在荷载在道面板纵缝边缘中点产生的最大应力,MPa;N1—拟换算飞机的重复作用次数;对于设计飞机主起落架产生的应力所对应的疲劳方程为:lgσp2-lg(fr-σtr)=lg1.25-0.024lgN2(11)式中:σp2—设计飞机主起落架在荷载在道面板纵缝边缘中点产生的最大应力,MPa;N2—设计飞机的重复作用次数。进一步地,所述式(10)减去式(11),可得lgσp1-lgσp2=-0.024(lgN1-lgN2)(12)由式(12)可得:式(5)除以式(6),可得将式(13)代入式(14)中,可得:即可以定义为不同起落架构型的换算系数,这样,通过式(17)就可以将拟换算飞机的重复作用次数(交通量)换算成设计飞机的重复作用次数(交通量);该换算公式中的包括了式(2)、(3)和(4)中水泥混凝土道面的板厚h、水泥混凝土弹性模量Ec和基层顶面当量回弹模量Et,充分反映水泥混凝土道面结构特性对交通量换算的影响。本专利技术的有益效果是:本专利技术解决在某一交通量组合时,采用不同飞机作为设计飞机进行飞机之间的交通量换算,由换算所得到设计飞机的交通量进行道面板厚度计算时导致板厚不一致的问题,保证交通换算符合交通量换算原则和换算结果的正确性。步骤简单、设计合理、实现方便、使用效果好。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1为本专利技术的方法流程框图。图2为单轮起落架时机场水泥混凝土道面板的荷载应力计算示意图。图3为双轮起落架时机场水泥混凝土道面板的荷载应力计算示意图。图4为双轴双轮起落架时机场水泥混凝土道面板的荷载应力计算示意图。具体实施方式如图2、3、4,分别为单轮起落架、双轮起落架、双轴双轮起落架飞机情形下水泥混凝土道面板的荷载应力计算示意图,施工机场道面由素水泥混凝土组成的道面,道面板1为矩形水泥混凝土板,道面板1之间的连接为各种接缝形式,飞机主起落架的形式分别为单轮、双轮和双轴双轮,道面板1在飞机荷载作用下产生最大应力的位置为道面板1的纵缝边缘中点,飞机主起落架的机轮2接地面积为圆形。a为道面板的宽度,b为道面板的长度,r为荷载圆的半径,R1为双轮起落架(或双轴双轮起落架的轮距),R2为双轴双轮起落架的轴距。如图1所示,本专利技术的计算方法包括以下步骤:步骤一、最不利荷载位置飞机荷载应力计算:飞机起落架荷载在道面板纵缝边缘中点可以用下面公式进行计算。单轮起落架:K=1(2)双轮起落架:双轮双轴起落架式中:σp—最大荷载应力,MPa;h—面层板厚度,m;r—荷载圆半径,m;p—考虑动力影响后一个机轮上的荷载,kN;q—胎压,MPa;Tw—接缝传荷系数,当荷载作用在纵缝边缘时,为纵缝传荷系数Twx;Ec—水泥混凝土弹性模量,MPa;Et—基层顶面当量回弹模量,MPa;R1—双轮荷载的轮距,m;R2—双轴双轮荷载的轴距,m;K—荷载圆半径修正系数。拟换算飞机主起落架产生的荷载应力σp1为:式中:K1—拟换算飞机的荷载圆半径修正系数,按拟换算飞机主起落架的构型选择式(2)、(3)和(4)中的一个进行计算;q1、r1—拟换算飞机主起落架荷载圆胎压(MPa)和荷载圆半径(m)。设计飞机主起落架产生的荷载应力σp2为:式中:K2—设计飞机的荷载圆半径修正系数,按设计飞机主起落架的构型选择式(2)、(3)和(4)中的一个进行计算;q2、r2—设计飞机主起落架荷载圆胎压(MPa)和荷载圆半径(m)。步骤二、水泥混凝土道面板疲劳方程建立:由于机场水泥混凝土道面在承受飞机荷载作用的同时,还承受温度变化引起的道面板的应力。本文档来自技高网...
一种飞机荷载和水泥混凝土道面特性的交通量换算方法

【技术保护点】
一种飞机荷载和水泥混凝土道面特性的交通量换算方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、飞机荷载应力σp的确定,进而确定拟换算飞机荷载应力σp1,以及设计飞机荷载应力σp2;步骤2、水泥混凝土道面板疲劳方程确定,进而确定拟换算飞机作用下的水泥混凝土道面板疲劳方程,以及设计飞机作用下的水泥混凝土道面板疲劳方程;步骤3、交通量换算公式的确定。

【技术特征摘要】
1.一种飞机荷载和水泥混凝土道面特性的交通量换算方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、飞机荷载应力σp的确定,进而确定拟换算飞机荷载应力σp1,以及设计飞机荷载应力σp2;步骤2、水泥混凝土道面板疲劳方程确定,进而确定拟换算飞机作用下的水泥混凝土道面板疲劳方程,以及设计飞机作用下的水泥混凝土道面板疲劳方程;步骤3、交通量换算公式的确定。2.如权利要求1所述的一种飞机荷载和水泥混凝土道面特性的交通量换算方法,其特征在于,所述步骤1具体为:飞机起落架荷载在道面板纵缝边缘中点可以用下面公式进行计算:单轮起落架:K=1(2)双轮起落架:双轮双轴起落架式中:σp—最大荷载应力,MPa;h—面层板厚度,m;r—荷载圆半径,m;p—考虑动力影响后一个机轮上的荷载,kN;q—胎压,MPa;Tw—接缝传荷系数,当荷载作用在纵缝边缘时,为纵缝传荷系数Twx;Ec—水泥混凝土弹性模量,MPa;Et—基层顶面当量回弹模量,MPa;R1—双轮荷载的轮距,m;R2—双轴双轮荷载的轴距,m;K—荷载圆半径修正系数;拟换算飞机主起落架产生的荷载应力σp1为:式中:K1—拟换算飞机的荷载圆半径修正系数,按拟换算飞机主起落架的构型选择式(2)、(3)和(4)中的一个进行计算;q1、r1—拟换算飞机主起落架荷载圆胎压(MPa)和荷载圆半径(m);设计飞机主起落架产生的荷载应力σp2为:式中:K2—设计飞机的荷载圆半径修正系数,按设计飞机主起落架的构型选择式(2)、(3)和(4)中的一个进行计算;q2、r2—设计飞机主起落架荷载圆胎压(MPa)和荷载圆半径(m)。3.如权利要求2所述的一种飞机荷载和水泥混凝土道面特性的交通量换算方法,其特征在于:考虑飞机荷载和温度共同作用下的水泥混凝土道面板的疲劳应力,当考虑荷载与温度共同...

【专利技术属性】
技术研发人员:翁兴中寇雅楠谢宇晨郑飞
申请(专利权)人:中国人民解放军空军工程大学
类型:发明
国别省市:陕西,61

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1