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洪水漂浮物冲击作用下桥梁结构动力响应研究
| 论文题名： | 洪水漂浮物冲击作用下桥梁结构动力响应研究 |
| 关键词： | 桥梁结构;洪水漂浮物;冲击作用;动力响应 |
| 摘要： | 一直以来洪水以及海啸等水灾害对已经建成的道路、桥梁、码头等基础设施及近岸结构物经常造成严重破坏，人们一直关注如何减轻或者避免这些自然灾害带来的影响。桥梁是在交通体系中具有咽喉作用的关键环节，分布在广大农村公路上的中小跨径公路桥梁占据了一半数量，它们对所在地区的日常生活和经济发展起着更加重要的作用，却很少被关注。在研究水灾引起的工程破坏时还应该认识到在水体夹带的大量漂浮物会对桥梁有巨大的冲击作用。碍于实验条件的限制，目前在漂浮物撞击方面的研究并不多见。计算机技术的发展使得有限元仿真在工程问题研究中越来越成为行之有效的方法。本文针对村镇中小型桥梁，研究了洪水引起的漂浮物对桥梁的冲击问题。主要研究内容如下： （1）总结归纳了水毁灾害及其带来的漂浮物对桥梁结构的影响。阐述了已有的碰撞理论和研究方法，对比了现有规范中给出的经验公式。对使用有限元软件进行建模时的关键技术和主要参数设置进行了阐述。 （2）采用显式动力有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对T型梁桥模型进行整体式建模。选取圆木与小船作为典型漂浮物，建立碰撞系统模型。设置多种工况对系统的动力响应进行数值计算与分析。从能量角度分析碰撞过程中的能量变化时程，对漂浮物撞击桥梁时的能量转化与传递进行了分析。分析不同工况下得到的碰撞力时程曲线，对碰撞力峰值和漂浮物质量、速度之间的关系进行了探。 （3）通过对计算结果的后处理，分析了桥梁结构的动力响应过程及特点、桥梁结构遭受撞击作用后的应力发展与传递，以及桥梁各部位的位移变化情况。分析了多种工况下的结构动力响应，研究了桥梁结构动力响应与各因素之间的影响规律。 |
| 作者： | 张吉保 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 郭安薪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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