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爆炸荷载作用下连续梁桥动力响应和破坏形式研究
| 论文题名： | 爆炸荷载作用下连续梁桥动力响应和破坏形式研究 |
| 关键词： | 钢筋混凝土连续梁桥;动力响应;破坏形式;爆炸荷载 |
| 摘要： | 近年来，各类爆炸案频繁发生，给人们的生活带来巨大的人身和财产损失。桥梁作为交通运输中至关重要的一环，承载着极其重要的运输任务，一旦倒塌带来的损失将不可估量。但目前有关爆炸的研究主要局限于钢筋混凝土构件方面，对桥梁整体抗爆性能的研究少之又少，而连续梁桥又是在实际工程中应用最为广泛的一类，因此有必要对连续梁桥在爆炸荷载作用下的破坏机理进行研究，为以后桥梁的抗爆设计及损伤评估提供理论依据。本文运用数值模拟的方法研究了爆炸冲击波的传播过程，以及钢筋混凝土连续梁桥在爆炸荷载作用下的动力响应和破坏形式，开展了如下几方面的研究工作： （1）详细阐述了爆炸冲击波的传播过程，以及影响冲击波作用效果的相关参数，运用AUTODYN建立空气中爆炸的数值模型，研究了网格尺寸和装药量对计算结果的影响，并将数值解与经验公式解进行比较分析； （2）运用AUTODYN建立有限元模型，对文献中已有钢筋混凝土梁的爆炸试验进行数值模拟，并将模拟结果与试验梁的破坏形式进行对比分析，验证数值模拟的可行性； （3）依据实际工程项目建立钢筋混凝土连续梁桥的有限元模型，对其在爆炸荷载作用下的动力响应和破坏形式进行了深入研究。通过改变炸药位置、比例距离、炸药量等参数，研究了上方爆炸时，桥梁破坏形式与参数之间的关系。 （4）对比分析桥梁上方、内部、下方发生爆炸时，冲击波与桥梁的作用机理，研究了爆炸发生在箱梁不同位置对连续梁桥动力响应和破坏形式的影响。 （5）研究了设置防护钢板后，爆炸冲击波的传播机理以及桥梁的损伤状况，并将其与未设置钢板的情况进行对比，分析了有无防护钢板对桥梁动力响应和破坏形式的影响。 研究表明：运用AUTODYN软件对钢筋混凝土结构受到爆炸冲击荷载作用的情况进行数值模拟是真实可行的；钢筋混凝土连续梁桥中跨跨中是其抗爆性能最为薄弱的位置，在抗爆设防中应着重考虑；当装药量或装药距离相同时，桥梁的破坏程度与比例距离成反比关系；连续梁桥内部爆炸时，对桥梁造成的破坏最为严重，下方爆炸时，破坏程度最小；设置防护钢板可以有效降低作用在桥梁上的爆炸冲击波的威力，减轻桥梁的破坏程度。这些研究成果可以有效的预测连续梁桥受到爆炸冲击后的破坏程度，同时可以为连续梁桥的抗爆设计提供重要的理论依据，具有十分重要的工程应用价值。 |
| 作者： | 冯英骥 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 王向阳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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