橋梁復合材料防車撞結(jié)構(gòu)的設(shè)計與耐撞性研究.pdf

1、我國的橋梁防車撞設(shè)計主要參考國外相關(guān)規(guī)范，但最近幾年AASHTO提高了橋梁抗撞力要求，而目前國內(nèi)規(guī)范還沒有進行修訂。因此，在修改現(xiàn)有橋梁抗撞規(guī)范前，有必要采用一種安全可靠的橋梁防車撞設(shè)施來降低汽車對橋墩的撞擊力，解決目前橋梁抗撞力小于汽車撞擊力的問題。
　　纖維增強復合材料具有密度低、比強度高和耐腐蝕等優(yōu)良的特點，在汽車和航空防撞結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。因此，本文選取了以纖維增強復合材料為主的蜂窩型結(jié)構(gòu)作為橋梁防車撞裝置，并進行

2、耐撞性研究。
　　首先，在考慮實際生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，應(yīng)用數(shù)值模擬對不同鋪層方式的復合材料層合板的耐撞性進行了比較研究，獲得了具有相對較好的耐撞性的基本鋪層方式和鋪層厚度等設(shè)計參數(shù)。根據(jù)實際橋墩尺寸初步確定鋼覆加筋復合材料防車撞結(jié)構(gòu)材料和基本型式，并進行了非線性數(shù)值仿真分析，研究表明所設(shè)計的結(jié)構(gòu)具有良好的耐撞性。
　　然后，以鋼覆加筋復合材料防車撞結(jié)構(gòu)為研究對象，設(shè)計了臺車-結(jié)構(gòu)碰撞試驗方案，進行了低速碰撞試驗，并將撞擊力、比

3、吸能和撞深等耐撞性指標與仿真計算結(jié)果進行對比，并進行了誤差分析。結(jié)果表明：在試驗條件和生產(chǎn)工藝等的影響下試驗和仿真結(jié)果存在一定的誤差，但仿真方法在設(shè)計過程中具有較大的參考價值。
　　最后，根據(jù)上述研究成果對原結(jié)構(gòu)進行了改進設(shè)計。采用局部靈敏度分析方法分析對輕質(zhì)夾層復合材料防車撞結(jié)構(gòu)的設(shè)計變量進行了靈敏度分析，采用均勻試驗設(shè)計、響應(yīng)面代理模型和遺傳算法對結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化和分析。研究結(jié)果表明：最終優(yōu)化的設(shè)計變量值能夠在保證結(jié)構(gòu)足夠的耐撞