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圆形带肋聚氨酯--钢板夹层结构在桥墩防撞中的静力性能研究
| 论文题名： | 圆形带肋聚氨酯--钢板夹层结构在桥墩防撞中的静力性能研究 |
| 关键词： | 桥墩防撞套箱;聚氨酯钢板夹层结构;加劲肋;应力分布;静力性能 |
| 摘要： | 聚氨酯-钢板夹层结构是在两层钢板之间注入聚氨酯材料，由弹性体芯材与钢板内表层牢固粘接而形成的复合夹层结构。该种夹层结构以其优良的抗冲击、抗疲劳等性能，在交通、航空、军事领域中得到了广泛的应用。近些年来，船舶撞击桥梁的事故引起了人们的高度重视，本文利用聚氨酯-钢板夹层结构优良的抗冲击性能对其在桥梁防撞设施领域的应用展开研究，通过数值计算方法探讨内部设置加劲肋的聚氨酯-钢板夹层板桥墩防撞套箱的受力性能，阐明加劲肋对该种防撞套箱的防撞性能影响，为该种新型防撞装置在国内的应用提供依据。 文中查阅了大量文献资料，总结了国内外船桥碰撞问题的计算理论及其发展趋势。归纳了国内外各类桥梁防撞设施的工作原理、适用范围，并分析其优缺点。然后结合依托工程，采用ANSYS建立有限元模型，合理设置材料参数及边界条件，用等效静力荷载模拟船舶撞击作用，通过改变套箱内加劲肋的设置方式，分别讨论了只设置水平向加劲肋、只设置竖向加劲肋和同时设置水平向竖向加劲肋时，对套箱受力性能的影响。并通过分别改变加劲肋的数量及宽度、内外层钢板厚度、聚氨酯芯层厚度等参数在不同撞击位置时套箱受力的大量计算，分析该种套箱的应力、位移等受力性能，得到各参数与套箱受力性能之间的规律。 通过以上数值计算，结果表明：套箱内单独设置水平向、竖向加劲肋可以减小内外层钢板的应力与套箱的位移，但同时设置水平向、竖向加劲肋的防撞效果要比单独设置时好；外层钢板的应力始终比内层钢板的应力大，套箱外层钢板表面的各向应力相差不大，套箱内层钢板表面的应力分布则比较特殊，横向应力在横向、竖向应力在竖向的分布都经过剧烈的拉、压应力变化；增加加劲肋的厚度与宽度均可以减小套箱内外层钢板的应力和肋自身的受力；当撞击位置沿水平向、竖向变化时，套箱应力分布云图的分布规律与正撞时基本相同，只是所受应力的数值减小；随着撞击角度α或者β的增大，碰撞区域的各向应力均有不同程度的减小，而撞击点位移则随之增大；增加钢板厚度与增加聚氨酯芯层厚度都能减小套箱的应力，前者对于应力与位移的减小方面要优于后者。 |
| 作者： | 江传彬 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 单成林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华南理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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