原文传递
橡胶集料混凝土耗能性能的试验研究及其在桥墩防撞中的应用
| 论文题名： | 橡胶集料混凝土耗能性能的试验研究及其在桥墩防撞中的应用 |
| 关键词： | 桥墩;防撞设计;橡胶混凝土材料;耗能性能;力学性能 |
| 摘要： | 随着我国交通基础设施的发展，桥梁结构数量急剧增加，车-桥相撞事故越来越多。橡胶混凝土材料作为一种新型组合材料，具有较高的冲击韧性、较强的变形能力和耗能能力，应用到桥墩的防撞措施中，不但可以对受车辆撞击下的桥墩起到有效的保护作用，还可以为我国数量巨大的废旧轮胎再利用问题找到一种解决方式。 本文对橡胶混凝土材料的静力力学性能及其在轴向压缩滞回下的耗能性能进行了试验研究，分析了不同粒径、不同体积掺量对橡胶混凝土材料力学性能和耗能性能的的影响;同时，结合LS-DYNA软件对车-桥墩撞击过程进行了模拟分析;最后，讨论了橡胶混凝土作为桥墩防撞层时对桥墩的保护效果，建立了车-桥墩碰撞简化动力模型，对车-桥墩撞击模型参数进行了分析。通过本文的试验与分析得到了以下主要成果: (1)橡胶混凝土材料的静力抗压强度及弹性模量均随着橡胶颗粒粒径和体积掺量的增大而下降，并且橡胶粒径越大下降速度越快;橡胶混凝土材料的损耗因子随加载水平增大而增大，并且不同体积掺量比不同粒径对损耗因子的影响更显著;掺入大粒径橡胶颗粒的橡胶混凝土材料的损耗因子随橡胶体积掺量增加而增大的速率大于掺入小粒径橡胶颗粒的橡胶混凝土。 (2)车-桥墩撞击产生的撞击力与撞击速度成正相关关系，随着撞击速度的增大撞击力显著增大;车辆载重主要影响撞击的持续时间，车辆载重越大撞击持续时间越长;车速、车辆载重对桥墩墩顶位移均有影响，但车速对桥墩塑性位移影响更显著;桥墩自身刚度对撞击力也有一定影响，但不显著。 (3)采用橡胶混凝土作为桥墩防撞层能减小车-桥撞击过程中的撞击力和桥墩的墩顶位移，而且能显著削弱车-桥墩撞击过程中桥墩正碰点处的应力;橡胶混凝土防撞层能增大桥墩振动过程中的耗能，并且采用大粒径、较大体积掺量的橡胶混凝土作为桥墩防撞层的保护更有效。通过建立动力简化模型分析了撞击质量、撞击速度、接触刚度和桥墩刚度对撞击力的影响，并得到了与数值模拟相同的规律，为桥墩防撞设计参数的选择提供了参考。 |
| 作者： | 李伟龙 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 刘保东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
