船桥碰撞非线性数值仿真研究

为了研究湘江流域典型桥梁船桥碰撞时的撞击力和能量转换过程，为后续大桥的防船撞设计提供参考，以株洲建宁大桥为研究背景，按照实际尺寸建立货船和桥墩模型，并使用ABAQUS有限元软件对其进行非线性动力仿真分析，研究了船桥碰撞过程中，船的撞击速度、吨位和撞击角度对撞击力的影响，以及船的变形情况和船桥碰撞中的能量转化关系。研究结果表明：船撞力峰值和船速存在正相关关系；船舶的吨位越大，撞击力峰值越大并且撞击的时间越长；船的撞击角度与碰撞时间之间没有呈现出明显的规律；船的撞击速度、吨位和撞击角度3种影响因素对船桥碰撞的撞击力和船体变形均有影响，但主要因素还是船速和船的吨位；在碰撞过程中，船的撞击动能基本转化为塑性变形能，船体变形主要集中在船艏碰撞区域，远离碰撞区域的船身部位没有明显的变形。     

船舶撞击桥梁后的结构损伤分析

船只对桥墩的冲撞使桥梁结构产生的变形与损伤,可以通过能量守恒、有限元数值仿真分析碰撞过程的受力状态.以一艘小型船只与某长江大桥桥梁碰撞为例,计算较轻微的船体碰撞后,冲撞对桥梁产生的作用力、船身破损区的变形与损伤,讨论了小船舶长年的大量撞击和累积对桥梁结构安全造成的隐患.     

LRB隔震桥梁遭受超高车辆撞击时的响应分析

采用线性弹簧碰撞单元,用ANSYS有限元软件建立了超高车辆一桥梁的碰撞模型,对LRB隔震桥梁受到超高车辆正向撞击时的整体响应进行了非线性时程分析.结果表明,车桥碰撞时能产生较大撞击力;铅芯橡胶支座在超高车辆撞击桥梁时能消耗撞击能量,可有效地减小碰撞力向桥墩传播,起到"隔震"作用;影响撞击响应的主要因素是碰撞刚度、超高车辆的质量和速度.最后,为了便于工程设计提出了超高车辆-桥梁碰撞力的计算公式.     

地震作用下斜交连续梁桥碰撞效应分析

了解强烈地震下上部梁体结构与桥台间碰撞效应对斜交连续梁桥的地震反应影响十分重要,以唐子河大桥为原型,建立了不同斜度的斜交连续梁桥非线性有限元计算分析模型.利用非线性时程分析方法,对比研究了不考虑碰撞效应和考虑碰撞效应两种情况下的斜交连续梁桥地震反应特征规律.结果表明:梁体与桥台间的碰撞效应会使斜交连续梁桥的上部结构产生扭转位移,且随着斜度的增大而增大;考虑碰撞作用的桥墩最大扭矩明显大于不考虑碰撞作用的桥墩最大扭矩.在斜交连续梁桥的抗震设计过程中如不考虑这种碰撞作用,会低估桥墩的地震扭矩效应,增大下部墩柱结构的设计风险.     

基于桩-土作用效应的滚石撞击桥墩动力响应分析

滚石灾害会直接影响山区桥梁结构使用状况,甚至会导致桥墩偏位、落梁甚至造成整个桥梁发生坍塌。为了能更加真实的模拟滚石撞击桥墩这一动力过程,结合工程实例建立有限元模型,对碰撞动力学分析理论以及数值分析原理进行了介绍。运用LS-DYNA对不同滚石质量、不同滚石速度撞击桥墩时结构动力响应进行参数化分析,研究表明:滚石质量越大、速度越大对桥墩损伤产生的影响越显著。     

强震下钢筋混凝土Y型桥墩的抗震性能评估

为了研究城市高架桥墩的非线性动力行为特点,在有限元模拟的基础上,对典型的钢筋混凝土Y型桥墩抗震性能进行了评估.分别从桥墩截面性能和桥墩整体构件性能两个层次进行评估,结果表明,在桥墩截面抗震性能评估中得到了桥墩截面在不同轴压比下的弯矩-曲率曲线,推导出截面抗震性能评估公式,绘制了轴压比和曲率延性系数曲线;在桥墩构件抗震性能评估中分析了桥墩位移延性能力,并选取墩高和轴压比为控制变量对比分析了Y型桥墩构件的整体耗能特点.     

流冰碰撞下桥墩安全的有限元分析

运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对流冰碰撞桥墩的过程进行了仿真模拟.分析了不同尺寸流冰碰撞桥墩的情况,计算得出了在水深5 m、流冰运动速度1.5 m/s、流冰厚度0.3 m的情况下,致使桥墩破坏的最小流冰尺寸为4 m×4 m.该结果可为冰凌灾害防治工作提供参考和指导.     

连续刚构桥动力数值模拟及减震技术研究

以京沪铁路大跨度箱形截面连续刚构桥为研究对象,运用ANSYS大型有限元分析软件对其动力特性进行了数值模拟分析,通过比较纵横向地震波作用下的桥梁动力响应,得出连续刚构桥在进行动力分析时需要同时考虑两种方向波对结构的不同影响,以此为基础,分析了采取不同抗震、减震措施时对该桥梁结构力学性能的影响.分析结果表明:支撑体系的刚度对结构的动力特性影响较大;圆角空心墩的减震效果好于矩形空心墩;桥墩的刚度越大,地震作用下的结构内力越大.     

考虑桥墩非线性的深水桥梁抗震性能分析

针对目前深水桥梁抗震流固耦合研究中对桥墩非线性的影响认识的不足,本文基于弥散裂缝混凝土理论,建立了考虑钢筋混凝土桥墩非线性的三维桥梁墩柱实体模型,研究了弥散裂缝混凝土模型对于模拟地震作用下钢筋混凝土结构力学行为的可行性。在此基础上,采用Φ-U格式的势流体单元模拟桥墩周围水体,建立了考虑桥墩的非线性深水桥梁流固耦合分析模型,研究了不同地震重现期下动水效应对采用非线性桥墩的深水桥梁的影响。研究表明:采用非线性桥墩之后,结构的振动特性将与线弹性结构有所差别,从而导致动水效应对结构的影响不同于动水效应对线弹性结构的影响,桥墩非线性较明显时,动水对桥梁结构的影响较大。     

铅芯橡胶支座参数对隔震桥梁动力响应的影响

为了使隔震支座充分发挥减震作用并使隔震设计有据可依,系统地讨论了铅芯橡胶支座的参数对桥梁结构减震性能的影响．根据减隔震技术和延性抗震设计的基本原理,考虑了铅芯橡胶支座和桥梁结构的非线性特性及其相互影响,采用非线性水平弹簧单元和转动弹簧单元模拟减隔震支座和桥墩延性塑性铰,通过理论分析和有限元数值模拟,对采用钢支座、板式橡胶支座和铅芯橡胶支座的普通铁路简支梁桥结构的地震响应特性和减隔震性能进行了比较． ’