落石冲击下山区桥梁柔性钢护棚的力学行为研究

发布时间：2017-11-13 10:15

  本文关键词：落石冲击下山区桥梁柔性钢护棚的力学行为研究

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【摘要】：我国西部地区大多是山岭重丘、陡峻深沟的地形,道路的修建难度比较大,经常会采用桥梁和隧道的结构方式。由于山区坡面植被一般较差,危岩发育,再加上各种自然灾害如地震、滑坡等频发,这些地区常常发生落石灾害。落石经过一系列的加速后,具有非常大的能量,对桥梁可造成直接的冲击破坏,比如尺寸小的落石砸穿梁体顶板,而尺寸大的则直接砸垮整个梁体,从而导致严重的桥梁事故。因此,对危险区段的桥梁进行被动防护是相当有必要的。与隧道口的明洞接长或者棚洞类似,桥梁也可采用防护棚来进行防护。由于对桥上附加荷载有所限制,桥梁一般采用柔性钢护棚,这既减轻自重也能达到防护的目的。国内外对于落石冲击桥梁柔性钢护棚的研究相对较少,本文以此为题,就落石对桥梁柔性钢护棚的冲击行为进行了较系统的研究。首先对危岩落石的冲击行为展开理论研究,然后结合工程背景建立落石冲击钢护棚的计算模型。对比分析了落石不同冲击能量以及不同冲击部位下钢护棚以及桥梁结构的力学响应。最后讨论钢护棚截面尺寸的变化、橡胶缓冲层以及薄壁耗能器的设置对落石冲击的影响,提出钢护棚优化设计方案。本文得到以下结论：落石冲击能量越大,对钢护棚和桥梁的破坏性越大；落石冲击在钢护棚拱架上时对桥梁结构的影响最大；适当增加钢丝防护网钢丝直径和主拱钢板厚度、增设橡胶缓冲层和薄壁耗能器,能够极大降低落石对柔性钢护棚和桥梁结构的冲击作用。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U443.8

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本文编号：1180235