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爆破震动荷载作用下拱桥结构的动力响应研究
| 论文题名： | 爆破震动荷载作用下拱桥结构的动力响应研究 |
| 关键词： | 拱桥结构;爆破震动;移动荷载;动力响应;有限元模型 |
| 摘要： | 本文利用ANSYS/LS—DYNA软件模拟实际爆破震动场(码头基础爆破开挖简化模拟)，得到爆区拱脚位置爆破加速度时程曲线；另外，用ANSYS建立拱桥结构有限元模型，采用时程分析方法，分析拱桥在单点激励下随爆源最大起爆药量变化的响应情况。在大量的数值分析基础上，最后与拱桥结构在移动荷载作用下的受力特性进行了对比分析，得到以下结论： (1)通过ANSYS模拟结果可看出，在Q＝191kg时拱桥有轻微破坏，与萨道夫斯基公式计算的Q＝180kg时拱桥结构达到破坏振速比较吻合。 (2)在其它条件不变情况下，对比移动动载和爆破地震动载下拱桥的响应情况，得出拱桥在移动动载与最大起爆药量Q=191kg爆破引起的动载响应较接近。 (3)在爆心距、爆区岩性一定时，最大起爆药量与拱桥响应最大等效应力不是成线性关系，应力相对变化缓慢；爆破总历时0.2秒时，从时程响应曲线图可以看到，拱桥主拱圈的内力、位移在某时间段的响应最大。 桥梁结构和爆破工程日益受到地震工程界的重视，对有关理论方法和技术进行研究具有十分重要的理论和现实意义。本文主要取得的成果有： (1)综述了爆破地震效应理论及地震波的衰减规律。 (2)总结了目前常用的爆破震动安全判据及控制方法，对目前我国采用的爆破安全规程规定进行了探讨。 (3)本文以码头基础爆破开挖为依托，介绍中深孔台阶爆破和预裂爆破设计方法。 (4)阐述了时间历程分析方法的基本理论，推导了多点激励下大跨度桥梁的基本运动方程并论述了其数值求解方法。 (5)本文以某拱桥为背景，以现有理论为基础，用GQJS9.6结构分析软件进行拱桥力学计算，对拱桥结构受力情况有更深刻的认识。 (6)建立了岩石爆破数值有限元模型，取得较真实的爆破效果，得到较真实的爆破地震波加速度时程曲线。另外，建立了拱桥结构有限元模型，ANSYS中桥梁加载后的响应情况与力学理论分析和相关工程实践比较相似，能较真实的反映拱桥的破坏机理，为爆破设计和桥梁结构抗震设计提拱了理论基础。 |
| 作者： | 孟轲 |
| 专业： | 采矿工程 |
| 导师： | 张建华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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