基于桩—土作用及上部结构约束下的山区桥梁滚石撞击动力响应分析

发布时间：2020-04-13 06:46

【摘要】：随着国家交通事业的迅速发展,高等级公路逐渐向山区挺近,而作为连接线路纽带的桥梁却时常遭受滚石灾害破坏。滚石灾害会直接影响山区桥梁结构使用状况,较严重时会导致桥墩偏位、落梁甚至造成整个桥梁发生坍塌,进而造成桥梁结构破坏。目前大多数学者研究滚石撞击桥墩问题时边界条件通常采用嵌固法,忽略虑桩-土相互作用及上部结构约束的影响,这种简化方法无法准确反应滚石撞击桥墩结构的真实动力响应状况,因此十分有必要展开基于桩-土作用及上部结构约束下的山区桥梁滚石撞击动力响应分析。本文的主要研究内容囊括以下几个方面:(1)阐述山区桥梁滚石灾害的研究背景,以及滚石撞击桥梁的国内外研究现状,找出目前学者研究所存在的问题与不足,提出本文将要解决的问题与研究的内容。(2)对碰撞动力学分析理论以及数值分析原理进行介绍;叙述ANSYS/LS-DYNA软件有关知识,并对数值模拟中需注意的问题进行了阐述。(3)对数值模拟中LS-DYNA所采用的材料本构进行阐述,借助已有模型试验成果确定数值模拟中混凝土HJC本构参数的合理取值范围,确保本文滚石冲击桥墩的数值模拟更加真实可靠。(4)重点研究考虑桩-土相互作用及上部结构约束边界条件时,滚石撞击桥墩结构动力响应与采用传统嵌固法边界的区别,确定合理边界条件的取法,以便更加准确模拟实际情况。(5)结合工程实例建立有限元模型,展开不同滚石质量、不同滚石速度、不同撞击位置、不同桥墩结构形式、不同撞击角度的参数化分析,以确定这些参数对撞击结果的影响。研究结果表明:采用传统的嵌固法边界计算结果偏不安全,因此对滚石撞击桥墩问题研究时,不能忽略桩-土作用及上部结构的约束作用;滚石撞击作用下,桥墩破坏以局部损伤破坏为主;通过各参数分析得到了诸多结论,对山区桥梁的设计、施工、养护具有很好的指导意义。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441.3

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 彭天波;唐伟亚;韩磊;;局部集中质量接触单元法在梁式桥梁体与桥台碰撞问题模拟中的应用[J];工程力学;2015年09期

2 邹毅松;谷志敏;王银辉;张凯;;滚石撞击下混凝土桥墩损伤仿真模拟[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2015年06期

3 袁进科;裴向军;;滚石冲击对彻底关大桥墩柱的破坏模拟研究[J];公路;2014年02期

4 袁进科;黄润秋;裴向军;;滚石冲击力测试研究[J];岩土力学;2014年01期

5 崔X鹏;夏超逸;刘炎海;夏禾;吴萱;;高速铁路桥墩汽车撞击力的数值模拟与特性分析[J];桥梁建设;2013年06期

6 崔圣华;裴向军;黄润秋;;直线型斜坡滚石运动速度特征研究[J];工程地质学报;2013年06期

7 余志祥;许浒;吕蕾;赵雅娜;;落石冲击对山区桥梁墩柱破坏的影响[J];四川大学学报(工程科学版);2012年06期

8 张强;吴志林;;复合弹丸撞击涂层钢板的力学过程研究[J];计算机仿真;2012年08期

9 刘卫国;曾祥国;陈华燕;廖异;吕大立;;滚石作用下混凝土连续钢构桥动力响应分析[J];四川建筑;2011年06期

10 巫绪涛;李耀;李和平;;混凝土HJC本构模型参数的研究[J];应用力学学报;2010年02期

相关硕士学位论文 前10条

1 肖励之;山区滚石对桥墩的冲击及其防护加固研究[D];西南交通大学;2017年

2 苏燕;滚石对空心薄壁高墩的撞击效应研究[D];西南科技大学;2016年

3 杨草方;考虑碰撞作用的大跨径斜拉桥地震响应分析[D];长安大学;2016年

4 杨培涛;跨地裂缝建筑物基础破坏机理和影响范围的研究[D];长安大学;2015年

5 谷志敏;滚石碰撞下桥墩动力响应分析及试验研究[D];重庆交通大学;2015年

6 曾靖;预应力混凝土简支T梁桥的落石撞击破坏分析[D];西南交通大学;2014年

7 吴长奎;山区滚石对桥墩撞击力和防护措施的研究[D];长安大学;2013年

8 熊安平;基于LS-DYNA仿真模拟对船桥撞击的研究[D];华东交通大学;2012年

9 王刚;钢筋混凝土柱抗落石撞击试验研究[D];西南交通大学;2012年

10 刘玉;船墩防撞系统碰撞力学仿真初步研究[D];重庆交通大学;2011年

，

本文编号：2625724