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侧向撞击作用下桥墩的动态响应分析
| 论文题名： | 侧向撞击作用下桥墩的动态响应分析 |
| 关键词： | 车桥碰撞;桥墩;撞击力;数值仿真;非线性动态响应;有限元分析 |
| 摘要： | 随着我国城市规模的日益扩大，城市交通压力与日俱增。于是，大量建设立交桥梁，发展立体交通，成为缓解城市地面交通压力的主要途径。但却由于各种原因，发生立交桥桥墩被汽车撞击的事故屡见不鲜。不仅造成了桥墩以及桥梁的巨大损害，更对人们的生命财产安全带来严重的后果，给社会经济发展带来不可挽回的损失。目前国内外对于车一桥碰撞的研究并不是很多，尤其对于国内尚处于开始阶段，主要分为车辆对于桥梁上部的撞击和对于下部桥墩的撞击。本文主要研究下部柱式桥墩在侧向撞击下的动力反应。 碰撞是车体和桥墩系统在瞬间巨大载荷作用下的一种复杂非线性动态响应过程。涉及多门学科很难建立一个精确的数学模型使之完全解析，并且实体碰撞试验研究耗资巨大难以付诸实施。计算机有限元数值仿真技术的发展很好的解决了该问题。 本文在探讨了有限元数值仿真理论及关键技术基础上，总结桥墩的基本类型，以钢筋混凝土柱式桥墩作为本文研究对象.考虑到问题的复杂性，对模型分析进行了大量的简化，通过非线性有限元计算程序ANSYS/LS-DYNA对车辆撞击钢筋混凝土桥墩进行模拟，分析不同工况的撞击条件下钢筋混凝土桥墩的动力响应。本文主要研究内容如下： 1.收集国内外相关资料并对研究现状调研总结，了解现有的计算方法与理论，为接下来的研究工作奠定力学理论基础。 2.讨论车-桥碰撞数值防真基本理论，提出适用于本文研究的ANSYS/LS-DYNA相关参数值。总结桥墩基本类型，并掌握钢筋混凝土结构在建模中的关键技术。 3.根据建立汽车与圆柱型桥墩碰撞的动力相互作用模型和材料参数，考虑四种不同的边界条件，模拟分析了车辆碰撞桥墩的动态过程；通过改变车速、车重和柱墩的半径，分析比较了不同情况下撞击力和墩柱动力响应的差异。并与欧洲规范中撞击力的公式进行了比较分析。 4.初步分析结果表明，汽车撞击圆柱形桥墩的作用力大小与车辆重量、车速等因素相关，重型货车在高速撞击桥墩时，其撞击力将远远超过目前桥规规定的1000kN。 |
| 作者： | 方帅 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 张海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 沈阳建筑大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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