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滚石冲击荷载下数值模拟与防护技术
| 论文题名： | 滚石冲击荷载下数值模拟与防护技术 |
| 关键词： | 山区桥梁;薄壁空心墩;滚石冲击;防撞装置;防撞性能 |
| 摘要： | 随着我国国民经济的快速增长和交通事业的蓬勃发展，桥梁结构越来越多。近年来西部地区逐步发展、山区高速公路越来越多的同时，其所面临的风险问题也逐步增多。在保证结构安全前提条件下，节约建造成本，国内公路桥梁大多采用空心薄壁墩或双柱式桥墩，该类桥墩相对于实心墩抗撞击能力较弱，容易受损，尤其是面临山洪爆发时更为严重。为确保山区桥梁在运营期间的安全性，本文依托于江西某薄壁空心墩桥梁，仿真分析了滚石与桥墩撞击时的动态过程以及影响撞击力大小的几个主要因素。并且提出了一种针对桥墩防滚石撞击的防撞装置，且分析了该防撞装置的防撞性能。 本文通过有限元分析软件Patran/LS-DYNA建立了整个撞击过程中所需的滚石、桥墩以及防撞装置模型。全文的主要研究工作如下: (1)利用数值模拟仿真分析计算方法，建立滚石撞击桥墩模型，获得撞击力时程曲线，能量时程曲线。 (2)分析影响撞击力大小因素，建立在不同速度、质量、形状、角度等情况下的撞击模型，推算撞击力大小经验公式。 (3)分析滚石在撞击桥墩时，当桥墩受到巨大冲击力时，桥梁发生连续倒塌的动态仿真模拟。 (4)对桥墩进行结构抗力验算，为桥墩是否建立防撞设施提供理论参考。 (5)对比不同防撞材料、防撞结构，提出可靠的防撞设施，建立防撞模型。 (6)建立滚石、防撞设施、桥墩有限元模型，对比添加防撞设施前后桥墩应力分布情况，防撞设施应力分布情况，论证防撞装置的可靠性。 最后，本文对滚石撞击研究领域进行了展望，对本文部分结果以及尚需研究的内容进行总结。 |
| 作者： | 蔡春奎 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 耿波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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