圓柱形橋墩在沖擊荷載作用下的損傷指標(biāo)試驗(yàn)研究.pdf

1、橋梁損傷指標(biāo)是一個(gè)描述工程結(jié)構(gòu)受到的傷害或損傷程度，反映特定荷載條件下工程結(jié)構(gòu)的脆弱性的一個(gè)指標(biāo)，是指在不同船舶撞擊噸位作用下橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生各種破壞狀態(tài)的概率，它從概率的意義上定量的刻畫了工程結(jié)構(gòu)的抗船撞性能，從宏觀的角度描述了船舶撞擊噸位與結(jié)構(gòu)破壞程度之間的關(guān)系。近些年來，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，我國跨江河以及海峽海灣大橋日益增多，船舶航運(yùn)需求量也飛速增加，與其相對(duì)應(yīng)的橋墩抗船撞性能也需要隨之提高。但是，目前國內(nèi)外，船撞領(lǐng)域的研究主要集中在

2、撞擊力的研究中，還沒有提出一個(gè)判斷混凝土橋墩損傷等級(jí)的指標(biāo)，針對(duì)船撞損傷指標(biāo)的相關(guān)研究并沒有得到深入的研究和開展，因此可以說真正意義上的橋梁船撞易損性分析還沒有得到重視和開展。針對(duì)于此，本文結(jié)合抗震領(lǐng)域，車撞領(lǐng)域，建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域的研究成果，并在最新船撞領(lǐng)域規(guī)范的基礎(chǔ)之上，以及對(duì)矩形混凝土墩損傷指標(biāo)的研究，提出了圓柱形鋼筋混凝土橋墩五種損傷狀態(tài)下的判斷指標(biāo)，為明確橋梁船撞的風(fēng)險(xiǎn)水平，完善橋梁的船撞設(shè)計(jì)理論，以及修復(fù)混凝土橋墩在經(jīng)受船舶撞擊

3、后的狀態(tài)等方面提供理論支持。本研究主要開展的研究工作如下:
　?、倮脭?shù)值仿真模擬計(jì)算方法，結(jié)合相似比理論運(yùn)用相關(guān)軟件對(duì)船舶、圓柱形鋼筋混凝土橋墩進(jìn)行建模分析，以橋墩的損傷程度，初步提出五種狀態(tài)下混凝土橋墩的損傷指標(biāo)，并以此為依據(jù)，結(jié)合抗震領(lǐng)域建筑結(jié)構(gòu)中的有關(guān)規(guī)范，提出的以墩底轉(zhuǎn)角來判斷損傷程度的指標(biāo)。
　?、趯?duì)提出的損傷指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，并依據(jù)整體模型設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案。采用不變的撞擊質(zhì)量，通過控制撞擊物的碰撞速度來獲得不同的撞擊能

4、量，以此來說明鋼筋混凝土橋墩五種損傷程度。本文共設(shè)置了五種不同的工況，本次試驗(yàn)為單擺撞擊試驗(yàn)，通過控制撞擊物的高度來控制撞擊物與橋墩開始撞擊時(shí)的速度。因此我們需要先將撞擊物提升至所需的高度，用繩子將其固定在反力墻上，在重力作用下得到不同的水平速度。
　　③對(duì)提出的損傷指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)比分析試驗(yàn)仿真計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)測數(shù)據(jù)，并以此提出圓柱形鋼筋混凝土橋墩抗船撞損傷等級(jí)的第一臨界轉(zhuǎn)角為△s=1/4ε0/ξyh0H和第二臨界轉(zhuǎn)角△d=2/