爆炸载荷作用下连续刚构桥损伤及安全性评价

发布时间：2021-04-15 06:42

　　在国家的基础设施中桥梁被视为陆上交通的“生命线”,连续刚构桥以其跨越能力强、施工标准化程度高等优点得到广泛应用。近年来,恐怖袭击及交通事故等引发的爆炸,严重威胁着桥梁运营周期内的安全,因此研究桥梁在遭受爆炸载荷作用后力学特性及安全性评价具有重要意义。本文基于桥梁结构剩余承载能力理论,研究连续刚构桥在爆炸载荷作用下的动力响应、损伤机理及破坏形式,提出基于控制截面面积的损伤指标T,建立快速评价方法,实现对爆炸载荷作用后桥梁安全性的快速评价,并应用于工程实践验证该评价方法的可行性。具体结论如下:1)运用LS-DYNA有限元分析软件,通过分析爆炸载荷分别位于连续刚构桥中跨跨中和1/4跨处时桥梁损坏规律,得到跨中处桥体最大位移和加速度峰值均是1/4跨处的1.35～1.43倍,爆炸载荷作用于跨中时,连续刚构桥的位移峰值较大,破坏效应显著。2)研究比例距离R（m/kg1/3）,R=r/3（?）（r为爆源距桥梁的距离,W为爆炸载荷TNT当量）分别为0.26、0.32、0.44时,箱梁顶板应变情况,结果表明:顶板应变峰值随比例距离增大而减小,最大、最小应变峰值分别为1.9 mm和0.2mm,分析比例距离... 

【文章来源】：西安工业大学陕西省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

（a~f）桥梁遭受爆炸载荷

爆炸冲击波超压时程曲线及传播规律

研究表明，超压冲击波的衰减呈指数变化，压力峰值与测点位置、爆炸物形状及炸药当量等有关。图2.2 是某一空间固定点的爆炸冲击波衰减图。图 2.2 爆炸冲击波衰减规律图由图 2.2 可知，△P+为正压峰值，△P-为负压峰值，P0为周围介质的压力。TA 时间段内，冲击波还未传播到该点，压力值与周围介质相等；T+时间段为正压作用时间，冲击波传至该点，压力迅速达到峰值，呈近似指数型函数衰减；T-为负压作用时间段，由于惯性作用，压力继续减小至负压极值，反作用力使其压力渐渐恢复，最终达到与周围介质压力相等。对比可知，正压作用时间小于负压作用时间，正压的衰减速率远大于负压的衰减恢复速率。2.3 爆炸冲击波的反射爆炸产生的冲击波在传播过程中遇到不同的介质分界面时会发生反射和绕射现象[31]。当冲击波的某一质点传至介质分界面时，速度骤然降至静止，该处空气质点迅速累积，空气的压力和密度急增，当达到一定程度时，这些质点就会发生反向运动，产生反射现象。一般假设空气为理想状态气体，桥梁为绝对刚性体，爆炸冲击波的波阵面为常量。根据入射波与介质分界面的夹角情况，分为正反射、斜反射和马赫反射。1）正反射假设爆炸冲击波为一维定常入射波

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
[1]桥梁结构抗爆防爆现状分析及对策研究[D]. 朱鹏飞.西南交通大学 2016
[2]爆炸冲击作用下混凝土桥梁结构的动态响应分析[D]. 龚杰.武汉科技大学 2015
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本文编号：3138846