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不同防护方式下钢筋混凝土墩柱的抗爆性能试验研究
| 论文题名： | 不同防护方式下钢筋混凝土墩柱的抗爆性能试验研究 |
| 关键词： | 桥梁;钢筋混凝土墩柱;结构防护;爆炸荷载;动力响应 |
| 摘要： | 近年来，恐怖袭击或意外爆炸事故频发，会引起整个交通系统中断;墩柱是桥梁结构中非常重要的受力构件之一，爆炸荷载下桥梁墩柱破坏往往会引起桥梁整体连续倒塌，因此，开展爆炸荷载作用下不同防护墩柱的试验研究具有重要的理论意义和实用价值。本文主要研究工作如下： (1)总结了爆炸荷载的主要类型以及爆炸荷载与结构的相互作用，统计了国内外爆炸荷载经验计算公式，并对冲击波进行了数值模拟的研究。 (2)进行了8根大比例尺的钢筋混凝土墩柱采用钢板和CFRP防护后的爆炸现场试验研究，主要考虑了不同比例距离（药量）、不同钢管厚度、不同CFRP布层数等对墩柱防护后的抗爆性能影响，分别进行了非接触爆炸和接触爆炸试验。 (3)考虑非接触爆炸和接触爆炸作用，进行了不同防护下钢筋混凝土墩柱爆炸荷载作用下动力响应的数值模拟，探讨了墩柱爆炸防护概念设计。 主要研究结论如下: (1)近地爆炸时，冲击波在地面产生反射，冲击波在墩柱表面会产生绕射和反射;冲击波超压峰值和冲量随着比例距离的减小而增大;超压峰值和冲量在迎爆面最大，背爆面最小;超压峰值和冲量在墩柱高度上的分布为“勺”型分布，可以简化为梯形分布。 (2)非接触爆炸荷载下，拟合得到的超压计算公式与经验公式基本相符，可供墩柱爆炸防护设计参考;防护后墩柱的刚度大于未防护墩柱的刚度;防护后墩柱受到的内力小于未防护的墩柱;小药量爆炸时，墩柱首先产生弯曲变形，大药量爆炸时，墩柱柱底剪切破坏，主要受到冲量的作用。 (3)接触爆炸荷载下，墩柱产生局部冲剪与侵蚀破坏;钢管防护与CFRP防护能有效地提高钢筋混凝土墩柱的抗爆性能，且钢管对墩柱的防护效果更佳。 (4)建立的爆炸非线性有限元模型能够有效地预测不同防护方式下钢筋混凝土墩柱非接触爆炸和接触爆炸下的动力性能，数值模拟与试验结果基本吻合，可用于防护墩柱的抗爆分析。 (5)依据墩柱的局部破坏和整体破坏，提出了钢筋混凝土墩柱的抗爆防护概念设计建议;依据墩柱的弯曲破坏和剪切破坏，提出了钢筋混凝土墩柱的抗爆防护构造设计建议;可供实桥墩柱防护设计参考。 |
| 作者： | 刘路 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 宗周红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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