撞击荷载下带吸能装置的钢筋混凝土桥墩动力响应研究

对带吸能装置的钢筋混凝土桥墩进行了落锤撞击荷载动力响应分析。根据伯努利-欧拉理论求解其振型,利用拉格朗日方程和落锤运动方程推导其弹性阶段的动力响应和吸能装置的位移时程表达式,从而求得桥墩的动内力。然后,将计算结果与承受轴力的侧向落锤撞击荷载试验结果进行对比,两者符合较好。这表明,本算法用来求解撞击荷载作用下带吸能装置的钢筋混凝土桥墩其弹性阶段的动力响应是可行的,因而具有一定工程应用价值。     

车辆撞击下桥墩动力响应与撞击荷载研究

为研究城市桥墩抗撞性能,采用LS-DYNA有限元软件建立精细化车辆-桥墩碰撞模型,分析桥墩动力响应与撞击荷载。该模型考虑了应变率效应对钢筋与混凝土非线性材料力学性能的影响。基于40个车-桥碰撞工况,研究了撞击速度、撞击质量对撞击荷载和桥墩变形的影响,分析了撞击能量和桥墩破坏模式之间的关系。根据40个撞击荷载样本,提出撞击荷载经验公式与半正弦荷载时程曲线,用来计算撞击荷载峰值与反应时撞击荷载时程。将撞击荷载峰值分别与3种等效静力荷载和《公路桥涵设计通用规范》荷载限值进行对比。结果表明:规范中撞击荷载限值偏于不保守;采用等效静力荷载作为撞击荷载对城市桥墩进行抗撞评估偏于不安全。     

近地端水平冲击作用下RC桥墩的动力响应试验研究

为了研究钢筋混凝土（RC）桥墩在近地端水平冲击作用下的动力响应,采用水平撞击试验设备,对3根圆形截面RC桥墩进行了试验研究。本试验以撞击速度为研究变量,得到了桥墩的撞击力时程曲线、位移时程曲线、变形曲线和最终损伤状态。试验结果表明：桥墩在1.70 m/s、2.68 m/s和3.32 m/s三种撞击速度下呈现出轻微损伤、中等损伤和严重损伤三种破坏形态,桥墩的破坏模式为撞击部位与墩底之间的局部剪切破坏,撞击速度对桥墩冲击动力响应和破坏机制有显著影响。本试验可以为车辆撞击桥墩问题的有限元数值模拟提供数据支撑。     

侧向撞击作用下钢筋混凝土柱动力响应的有限元分析

基于ANSYS有限元分析软件,对钢筋混凝土柱在侧向撞击作用下的动力响应进行了数值模拟分析。运用参数化分析方法,研究了截面惯性矩、混凝土抗压强度、纵筋配筋率和箍筋间距等参数对钢筋混凝土柱中节点位移的影响。计算结果表明:增加纵向配筋率与截面尺寸可以显著降低柱中节点位移,而增加箍筋配筋率的效果不明显。     

斜拉桥拉索区防撞护栏在车辆撞击下的动力响应分析

为研究珲春大桥拉索区防撞护栏在车辆撞击下的受力状态,确保斜拉索的安全,采用一定质量的汽车,以固定的速度、角度撞击防撞护栏,应用有限元软件对撞击过程进行了模拟分析。结果表明：正碰点处的防阻块首先发生了破坏,接着正碰点处横梁单元陆续达到屈服强度后进入了塑性状态,然后立柱局部发生了材料破坏,破坏时车辆已经有离开防撞护栏的趋势;在该撞击水平下,防撞护栏最大横向位移为0.293 m,没有碰到斜拉索。     

侧向撞击作用下空心钢筋混凝土柱动力响应的参数分析

空心钢筋混凝土柱截面更扩展、自重较轻,常被用作高架桥墩、巨型框架柱等对稳定性要求较高的结构中.此类构件一旦遭受侧向撞击,更加容易发生破坏.采用有限元分析方法,对内配钢筋与内配钢管两种内壁形式的圆截面空心混凝土柱在侧向撞击力作用下的破坏模式和动力响应全过程等进行了分析,并开展了界面性能和空心率对其耐撞性能的影响分析.研究...     

汽车撞击和爆炸共同作用下钢筋混凝土柱的动力响应与破坏模式

运用ANSYS/LS-DYNA软件分别建立了钢筋混凝土柱、汽车、炸药及空气等模型,对模型的有效性进行了模拟验证;采用全过程分阶段数值模拟方法研究了不同参数对钢筋混凝土柱动力响应的影响,并对柱的破坏模式进行了分析。结果表明:汽车速度、炸药量的增加都会不同程度地加大柱中水平位移;柱截面惯性矩及箍筋配筋率的增加均对柱的抗冲击能力有不同程度提高;混凝土轴心抗压强度和纵筋配筋率的提高虽然使柱中水平位移有所降低,但在一定范围内降低值并不是很大;柱的破坏模式主要包括局部破坏、整体弯剪破坏和整体剪切破坏。     

曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应

以某一匝道公路曲线连续箱梁桥为例,分析了该类桥梁的空间车桥耦合振动问题。用ANSYS软件模拟梁桥,选用典型的三轴空间车辆模型,采用模态综合法编制公路曲线车桥耦合振动响应MATLAB程序,获得了车辆制动作用下曲线连续梁桥的动力响应及冲击系数,研究了初速度、制动位置、制动力上升时间、桥面平整度等参数对冲击系数的影响。结果表明:车辆制动时,主梁最大挠度、挠度和内力冲击系数没有随初速度的增大而单调递增或递减,但均明显大于车辆以相同初速度匀速行驶时的结果,且可能超过规范值。在桥前半跨内制动时,挠度和跨中剪力冲击系数大于在后半跨度内制动情况,同时,当车辆制动位置大于半跨且越靠近支点时,车辆制动时挠度和内力冲击系数越接近匀速时的结果。随着曲率半径的增大,桥梁的挠度、弯矩和扭矩冲击系数逐渐减小,而剪力冲击系数逐渐增大;弯桥的挠度、弯矩和扭矩冲击系数大于直线桥结果,紧急制动易于加剧桥梁的振动。     

事故型撞击作用下钢筋混凝土安全壳防冲切计算

根据事故型撞击下钢筋混凝土壳的变形,建立单自由度体系的刚塑性模型,研究安全壳局部贯穿后塞块的动力响应。该模型中,将纵向钢筋设想为具有相应强度特征和应变特征的钢筋膜,并考虑了安全壳所有结构要素混凝土、箍筋、纵筋和钢衬套的影响作用。根据单自由度模型,建立运动方程。采用数值分析来考虑纵向钢筋含量与刚衬套厚度对事故型撞击下安全壳动力响应的影响。     

地震和波浪力共同作用下桥墩的动力响应研究

波浪力作用采用非线性的Morison方程,而桥墩按剪切模型进行离散,建立了桥墩在地震和波浪力共同作用下的非线性动力方程,并采用时程迭代法计算分析,发现不考虑流固耦合时桥墩的动力响应计算结果明显小于考虑流固耦合时的计算结果。因此,在地震、波浪力共同作用下,考虑流固耦合更符合实际情况。     

落物竖向冲击下PC装配式简支箱梁桥动力响应及损伤分析

为评估落物(重型货物、落石)竖向冲击下的桥梁工作性能,以跨径30 m的预应力混凝土装配式箱梁桥为对象,建立精细化结构模型并与足尺模型试验结果进行对比验证;采用显式动力分析方法对落物冲击多片式箱梁的动力响应和损伤发展过程进行分析,探讨了不同坠落冲击位置、冲击能量以及冲击角度等因素下桥梁的损伤特征和发展规律.结果表明:落物...     

汽车撞击下钢筋混凝土框架的动态响应与破坏模式研究

为了研究汽车撞击下钢筋混凝土整体框架结构的动态响应、损伤机理及破坏模式,运用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA建立6层钢筋混凝土框架结构模型,并对不同车速撞击下汽车与钢筋混凝土框架角柱和边中柱的破坏过程进行仿真模拟。结果表明:汽车撞击角柱和边中柱的损伤破坏过程相同;最大碰撞力与撞击速度呈线性关系;中国规范对汽车等效碰撞力的取值偏于不安全;在汽车的撞击作用下,被撞柱柱底发生弯剪破坏,柱顶发生剪切破坏,结构的动态反应具有局部性,只与被撞柱及周围相邻的构件有关。     

水平冲击荷载作用下钢管混凝土柱动力响应试验与数值模拟

为研究钢管混凝土柱在侧向冲击荷载作用下的动力性能,进行了2根圆形钢管混凝土柱的水平冲击试验,实测了冲击过程中冲击力、冲击点位移时程曲线及冲击力-位移曲线等冲击响应。建立了ABAQUS非线性有限元模型,对破坏模态及冲击力、冲击点位移时程曲线等动态响应进行模拟,模拟结果与试验结果吻合良好,进而用有限元模拟结果揭示了钢管混凝土柱在冲击荷载下的破坏机理,即整体失效过程分为冲击区局部响应、柱顶支座响应、稳定响应和卸载响应4个阶段。结果表明:在冲击荷载作用下,钢管混凝土柱发生弯剪型破坏;所得结论为深入认识钢管混凝土柱的抗冲击行为和破坏形态提供了试验与理论基础,可为今后研究制定合理的抗冲击设计方法提供依据。     

冲击荷载作用下受损网壳结构全过程动力响应分析

选用K6型单层受损网壳结构模型,利用国际通用计算动力荷载的非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA进行数值模拟,建模时考虑材料应变率的影响;分别在顶点和损伤点施加冲击荷载,追踪在不同荷载峰值作用下结构的全过程动力响应,绘制节点的荷载-位移曲线,依据B-R准则,得到荷载作用在不同冲击点时网壳动力失稳的临界荷载,并对比相同幅值静力荷载作用下的结构响应.结果表明:冲击荷载作用下的结构响应远大于静力荷载作用下的,且结构破坏形式也不相同;对于受损结构,要避免在受损区域承受冲击荷载,受损部位需要进行及时维修加固.     

不同桥墩形式对连续刚构桥地震反应的影响

以内蒙古沿黄一级公路某座在建桥梁为工程背景,借助通用大型结构分析程序MIDAS/Civil建立该桥动力分析模型,采用动态时程理论对其进行了地震反应分析。在此基础上研究了该桥的动力特性,并探讨了同类桥梁不同桥墩型式在相同地震波组合情况下桥墩墩顶位移、墩底轴力变化规律。结果表明,双肢薄壁空心墩地震响应比双肢薄壁实心墩小,更适合作为大跨度连续刚构桥墩。     

辅助墩对大跨度斜拉桥活载和动力响应的影响

斜拉桥是一种特殊结构的桥梁,其特殊之处就在于可以给定一个拉索的初拉力,这个拉力会改变整个斜拉桥结构体系的内力和变形以及各个部件的受力,但是影响斜拉桥内力的因素还有很多,比如说辅助墩。对于斜拉桥这样的大跨度超静定体系,地震、台风以及车辆移动荷载等动力激励的作用下动力反应较为敏感,所以研究斜拉桥的动力响应对其是非常重要的。本文以某斜拉桥为例分析了辅助墩对斜拉桥活载响应的影响,活载作用下辅助墩设置的合理位置,以及辅助墩对斜拉桥动力特性和地震响应的影响。     

冲击作用下型钢混凝土柱动力响应分析

为研究型钢混凝土柱在冲击作用下的动力响应,基于有限元软件LS-DYNA建立了型钢混凝土柱的数值模型,对型钢混凝土柱的损伤演化过程进行研究,针对冲击位置的时程曲线分析其动力响应,并通过参数分析研究了柱身动力响应对不同参数的敏感性。研究结果表明,在冲击作用下型钢混凝土柱的破坏模式为局部剪切型;混凝土的塑性破坏主要发生在冲击位置斜向下45°至柱底;由于冲击体在撞击过程中发生回弹,型钢混凝土柱在整个撞击过程可分为受迫振动阶段和自由振动阶段。     

地震作用下钢筋混凝土墩柱损伤指数计算方法

为研究钢筋混凝土墩柱损伤模型对实际损伤状态预测的有效性,利用72个钢筋混凝土墩柱的低周反复试验结果对6个有代表性的损伤模型进行了计算分析,利用定性和定量相结合的方法探究了基于损伤状态的经验性损伤程度辨识方法对损伤程度判别的影响。考虑钢筋混凝土墩柱的最大变形和累积耗能,提出了双参数损伤模型,并给出了理想破坏模式下模型参数的确定方法。基于统计分析方法,确定了钢筋混凝土墩柱的特征损伤状态和损伤程度区间。结果表明:在加载中前期,所提出的双参数损伤模型的损伤指数增长趋势与Park-Ang损伤模型基本一致;在加载后期,损伤指数快速增长,具有一定的合理性,对特征损伤状态的区分度相对较高;各损伤模型在钢筋混凝土墩柱的混凝土保护层轻微压碎、混凝土显著剥落、纵筋屈曲3种损伤状态下变异系数均较大,在极限状态下损伤指数变异系数有所下降,各损伤模型对特征损伤状态的辨识度各具优势;微小损伤状态与中等损伤的判断还需要一定的经验累积。     

近场地震作用下深水桥墩的地震响应分析

近场地震以具有较大的PGV／PGA值及明显的速度脉冲为主要特征,本文分析了不同类型的近场地震对深水桥墩地震响应的影响;采用Morison方程的基本理论,将水视为附加质量,利用有限元方法来分析动水压力对深水桥墩地震响应的影响。通过计算分析得出：具有较大PGV／PGA值的近场地震波会引起桥墩结构较大的地震响应;动水压力对桥墩结构的地震响应有显著的影响,同时近场地震的速度脉冲效应会进一步增大动水压力对深水桥墩地震响应的影响;在矩形深水桥墩设计中,要考虑截面形状效应的影响,选择合适的D／B值。