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桥梁船撞作用及对行车安全性影响研究
| 论文题名： | 桥梁船撞作用及对行车安全性影响研究 |
| 关键词： | 墩水耦合;等效密度系数;船撞桥作用;数值仿真;车桥耦合作用;行车安全 |
| 摘要： | 为了研究船撞桥作用对桥上行车安全性的影响，以确定影响行车安全的最不利条件，本文依次就墩水耦合作用、船撞桥过程、车桥相互作用进行了计算分析。 首先，对任意截面形式的桥墩的墩水耦合进行了有限元分析，阐述了等效密度系数法的原理。以一菱形桥塔为研究对象，对比了有限元水体单元法与等效密度系数法两种方法。 其次，运用CATIA-HYPERMESH-DYNA联合建模求解技术对船撞桥进行数值仿真。通过计算船撞单塔模型和船撞全桥模型，得到了有墩水耦合作用和无墩水耦合作用情况下的撞击力、桥梁动态响应时程曲线。 最后，计算了在碰撞力作用下，单辆车和多辆车过桥时各项安全指标的时间历程。同时就碰撞发生时列车在桥上的不同位置、撞击船的不同吨位、不同车速进行了参数分析。 墩水耦合作用分析表明:墩水耦合作用会使桥墩的自振频率降低，同时会使自振振型出现个别振型提前和振型发散的特点;此外，通过对比分析，等效密度系数法可以有效地代替有限元水体单元法,适用于求解考虑墩水作用的动力学问题。 船撞桥过程仿真碰撞力分析表明:采用单塔模型和采用全桥模型，以及是否考虑桥塔与水的相互作用对碰撞力最大值影响不大。 船撞桥过程仿真结构响应分析表明:考虑墩水耦合作用与不考虑墩水耦合作用分别得到的响应曲线，在碰撞结束前，二者保持一致;在碰撞结束以后二者开始分离，各自按照比较有规律的曲线衰减;考虑墩水耦合作用以后，桥梁做衰减的自由振动周期增大。 车桥相互作用分析表明;船撞作用会导致列车横向加速度、轮轴横向力、轮重减载率、脱轨系数显著增大，但对竖向加速度影响稍小;碰撞发生时，列车距离碰撞发生位置越近越不安全，撞击船舶吨位越大越不安全;在确定影响行车安全的最不利条件时，应考察碰撞发生时列车在桥上的位置、船舶吨位以及车速。 |
| 作者： | 邓江涛 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李永乐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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