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城市高架桥抗爆性能评估与防护措施研究
| 论文题名： | 城市高架桥抗爆性能评估与防护措施研究 |
| 关键词： | 城市高架桥;爆炸荷载;数值模拟;性能评估;防护措施 |
| 摘要： | 改革开放以来，交通系统作为基础建设的重要组成部分发展得尤为迅猛。城市高架桥与快速路的大力发展，大大的提高了交通运输能力，减轻了城市交通压力。然而，恐怖袭击等意外爆炸事故会导致桥梁的损毁。炸弹在桥梁的特殊位置引爆可能会给桥梁整体结构造成巨大破坏，导致城市交通瘫痪，甚至大量人员伤亡与不可估计的经济损失。虽然现阶段国内外对建筑结构抗爆的研究已经取得了较为丰富的成果，但关于爆炸荷载下城市高架桥的相关研究明显不足。因此，研究城市高架桥的抗爆性能评估与防护措施，为城市桥梁的综合防护和抗爆设计提供参考，具有重要的现实意义。本文开展的主要研究如下： 1、基于数值模拟提出了爆炸荷载作用下城市高架桥动态响应及其倒塌过程分析方法。首先，分析了城市桥梁爆炸风险源并确定了城市高架桥可能遭受的爆炸荷载。然后，基于有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立桥梁、炸药和空气模型；改变炸药的位置和重量，得到爆炸荷载作用下桥梁关键部位的Von-Mises应力分布、位移响应和桥梁的整体破坏形态，并模拟桥梁在爆炸后的损伤及倒塌过程。最后，以3跨1联的匝道桥为研究对象，进行具体的计算与分析。 2、参考建筑抗爆设防标准，初步建立了城市高架桥抗爆设防标准。参考城市高架桥的结构特点与抗震设计的相关规定，提出了城市高架桥的抗爆性能评估方法。首先，根据抗爆设防烈度和抗爆防护目标，确定桥梁结构的抗爆防护等级；采用风险分析的方法确定城市高架桥的爆炸风险等级。然后，依据抗爆防护等级和爆炸风险等级，建立城市高架桥的抗爆设防标准。最后，利用数值模拟方法得到爆炸荷载下桥梁的损伤程度，验证桥梁是否达到抗爆设防标准，对桥梁的抗爆性能进行评估。 3、对于不满足抗爆性能要求的城市高架桥，提出了适用于城市高架桥的抗爆防护措施。基于城市高架桥自身结构特点和抗爆防护要求将城市高架桥的抗爆防护措施分为抗爆安全性措施与抗爆构造性措施。 |
| 作者： | 夏晓光 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 朱劲松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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