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滚石对空心薄壁高墩的撞击效应研究
| 论文题名： | 滚石对空心薄壁高墩的撞击效应研究 |
| 关键词： | 滚石撞击;空心薄壁高墩;桥墩变形;数值仿真;撞击效应 |
| 摘要： | 山区桥梁因地质条件恶劣，时常受到各种地质灾害的影响，特别是滚石撞击对桥梁的安全构成了严重威胁。近年来己发生多次由于滚石撞击造成的重大桥梁损伤事故，桥墩防滚石撞击问题也引起了人们的重视。为了提高桥梁的抗滚石撞击的能力，本文以某山区桥梁空心薄壁高墩作为研究对象，仿真分析了滚石与桥墩碰撞的动态过程以及影响桥墩位移和撞击力大小的几个主要因素。 本文通过采用ANSYS/LS-DYNA建立已有试验的滚石撞击墩柱模型，对滚石与桥墩碰撞过程进行验证性数值模拟。根据已验证的模型参数，建立西部山区空心薄壁高墩有限元模型，仿真分析滚石与桥墩碰撞的动态过程，获得了桥墩在碰撞中的动力响应。并分析不同影响因素（滚石质量、滚石速度、撞击位置、滚石与桥墩接触面积）对桥墩的破坏情况、位移、撞击力的影响。最后将本文模拟中得到的碰撞力与理论计算得到的碰撞力进行对比分析，对数值模拟结果进行评价。通过对滚石与空心薄壁高墩的撞击效应进行数值仿真分析及理论分析，得到研究结论如下： （1）通过落石撞击钢筋混凝土墩柱试验的验证模拟得到通过合理取值采用数值模拟的方法可对钢筋撞击桥墩问题进行研究。 （2）滚石与空心薄壁高墩的撞击，桥墩的破坏以局部破坏为主，影响范围基本在撞击区域局部。 （3）随着滚石质量、滚石速度的增加，桥墩变形由结构的整体弯曲变形逐渐过渡为碰撞区域局部破坏变形；滚石作用位置对撞击力影响较小，但对墩顶位移有较大影响；在滚石与桥墩的撞击中滚石与桥墩接触面积对撞击力有较大影响，不能将滚石简化为质点。 （4）数值模拟结果与理论计算结果对比分析得到，数值模拟的撞击力与理论计算的撞击力走势一致，撞击力与滚石速度增长均基本呈线性增加，但增率不同。 |
| 作者： | 苏燕 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 古松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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