橋墩碰撞力理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、近年來船撞橋墩事故頻繁發(fā)生并造成了嚴(yán)重危害，如何確定碰撞力大小對橋墩的防撞設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。本文基于模型試驗(yàn)和有限元技術(shù)，分析了橋墩在水平撞擊荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)特征，并通過仿真計(jì)算提出了橋墩碰撞力的簡化計(jì)算公式。本文研究的主要內(nèi)容和成果如下:
　　 (1)概述了船橋碰撞理論并總結(jié)歸納了當(dāng)前國內(nèi)外船橋碰撞力的主要計(jì)算方法和試驗(yàn)研究，提出了有待進(jìn)一步研究的問題。
　　 (2)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康模孟嗨圃碓O(shè)計(jì)和制作了橋墩

2、試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并對其在兩種荷載工況（不同撞擊速度）下進(jìn)行了水平撞擊試驗(yàn)研究，包括試驗(yàn)儀器的選用、試件材性試驗(yàn)和試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)。通過試驗(yàn)得到碰撞力、加速度、速度、位移和應(yīng)變響應(yīng)時(shí)程曲線，分析得出了橋墩碰撞一些規(guī)律，并為后續(xù)研究橋墩碰撞力大小提供參考。
　　 (3)建立了撞擊橋墩有限元模型，對橋墩在兩種不同荷載工況下進(jìn)行了理論研究。進(jìn)行了模型試驗(yàn)值與數(shù)值計(jì)算值對比，其結(jié)果吻合較好，檢驗(yàn)了本文所采用的模型參數(shù)可以較準(zhǔn)確的模擬橋墩在撞擊荷載作

3、用下的響應(yīng)，驗(yàn)證了有限元理論計(jì)算的正確性和可靠性。
　　 (4)對撞擊橋墩進(jìn)行了一系列的仿真計(jì)算，并運(yùn)用參數(shù)法研究了橋墩的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度、縱向鋼筋配筋率和撞擊高度等參數(shù)對其在水平撞擊荷載作用下變形響應(yīng)的影響，分析提出了橋墩防撞設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的問題。同時(shí)，深入分析和研究了撞擊質(zhì)量、速度和撞擊高度等因素對碰撞力的影響，并利用MATLAB軟件進(jìn)行非線性公式擬合，提出了最大碰撞力簡化計(jì)算公式，并將其與模型試驗(yàn)結(jié)果和國內(nèi)外規(guī)范進(jìn)行比較