洪水漂浮物沖擊作用下橋梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)研究.pdf

1、一直以來洪水以及海嘯等水災(zāi)害對已經(jīng)建成的道路、橋梁、碼頭等基礎(chǔ)設(shè)施及近岸結(jié)構(gòu)物經(jīng)常造成嚴(yán)重破壞，人們一直關(guān)注如何減輕或者避免這些自然災(zāi)害帶來的影響。橋梁是在交通體系中具有咽喉作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，分布在廣大農(nóng)村公路上的中小跨徑公路橋梁占據(jù)了一半數(shù)量，它們對所在地區(qū)的日常生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著更加重要的作用，卻很少被關(guān)注。在研究水災(zāi)引起的工程破壞時還應(yīng)該認(rèn)識到在水體夾帶的大量漂浮物會對橋梁有巨大的沖擊作用。礙于實(shí)驗(yàn)條件的限制，目前在漂浮物撞擊方面的

2、研究并不多見。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得有限元仿真在工程問題研究中越來越成為行之有效的方法。本文針對村鎮(zhèn)中小型橋梁，研究了洪水引起的漂浮物對橋梁的沖擊問題。主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）總結(jié)歸納了水毀災(zāi)害及其帶來的漂浮物對橋梁結(jié)構(gòu)的影響。闡述了已有的碰撞理論和研究方法，對比了現(xiàn)有規(guī)范中給出的經(jīng)驗(yàn)公式。對使用有限元軟件進(jìn)行建模時的關(guān)鍵技術(shù)和主要參數(shù)設(shè)置進(jìn)行了闡述。
　?。?）采用顯式動力有限元分析軟件ANSYS/LS-DYNA對T型

3、梁橋模型進(jìn)行整體式建模。選取圓木與小船作為典型漂浮物，建立碰撞系統(tǒng)模型。設(shè)置多種工況對系統(tǒng)的動力響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算與分析。從能量角度分析碰撞過程中的能量變化時程，對漂浮物撞擊橋梁時的能量轉(zhuǎn)化與傳遞進(jìn)行了分析。分析不同工況下得到的碰撞力時程曲線，對碰撞力峰值和漂浮物質(zhì)量、速度之間的關(guān)系進(jìn)行了探。
　　（3）通過對計(jì)算結(jié)果的后處理，分析了橋梁結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)過程及特點(diǎn)、橋梁結(jié)構(gòu)遭受撞擊作用后的應(yīng)力發(fā)展與傳遞，以及橋梁各部位的位移變化情況。