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桥梁控制爆破拆除的数值模拟与爆破方案优化
| 论文题名： | 桥梁控制爆破拆除的数值模拟与爆破方案优化 |
| 关键词： | 高墩拱桥;桥梁拆除;控制爆破;爆破方案优化;数值模拟 |
| 摘要： | 目前，我国公路交通基础建设势头趋于缓和，在桥梁工程市场，改扩建项目的市场份额稳步增长，拆除工程也逐渐成为新兴的热点行业。然而，当前最常用的控制爆破拆除技术，其规范仍处于定性设计的范畴，理论研究落后于工程实践，爆破事故时有发生，限制了此技术的发展。 若能借助日新月异的计算机数值模拟技术，实现桥梁爆破倒塌全过程的可视化预测，则可摆脱对规范中经验公式的过分依赖，提出更有针对性的爆破设计优化方案和施工安全防护方案，完成爆破拆除工程从“粗放”到“精细”的跨越。为此，本文主要研究了如下内容： 首先，综述了桥梁爆破拆除中常用的技术手段，归纳出了桥梁倒塌破坏的基本模式，据此建立简化的力学模型，分析了影响爆破缺口参数的主要因素。 其次，提出了以LS-DYNA求解器为核心的多软件联合建模求解法，以高效求解桥梁倒塌这一复杂显式动力问题。 再次，根据倒塌过程中材料的力学行为，探讨了合适的单元类型和材料模型的选择，确定了控制材料失效、接触碰撞、计算方法等的一系列参数。 接着，利用上述方法，成功模拟了桥梁爆破拆除中两个最具代表性的工程实例——倒向空间受限高墩的定向爆破拆除和拱桥多段延时起爆、一次性坍塌拆除。 最后，根据模拟出的动态倒塌结果，评价了初拟爆破方案中切口参数、起爆顺序及延时间隔的合理性，并提出了相应的缺口优化方案和施工安全防护措施。 研究结果表明，桥梁爆破坍塌全过程的数值模拟结果符合预期，可多角度、分部件地观察倒塌姿态、爆碴块度大小及爆堆形态，实现了爆破效果的可视化预测，推动了爆破技术的创新和精进，对桥梁爆破拆除工程的实施具有指导意义。 |
| 作者： | 雷昱 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 黄平明;魏广胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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