本文關(guān)鍵詞： 橋梁拆除 控制爆破 數(shù)值模擬 高墩 拱橋 ANSYS/LS-DYNA　出處：《長安大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：目前,我國公路交通基礎(chǔ)建設(shè)勢頭趨于緩和,在橋梁工程市場,改擴(kuò)建項(xiàng)目的市場份額穩(wěn)步增長,拆除工程也逐漸成為新興的熱點(diǎn)行業(yè)。然而,當(dāng)前最常用的控制爆破拆除技術(shù),其規(guī)范仍處于定性設(shè)計的范疇,理論研究落后于工程實(shí)踐,爆破事故時有發(fā)生,限制了此技術(shù)的發(fā)展。若能借助日新月異的計算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù),實(shí)現(xiàn)橋梁爆破倒塌全過程的可視化預(yù)測,則可擺脫對規(guī)范中經(jīng)驗(yàn)公式的過分依賴,提出更有針對性的爆破設(shè)計優(yōu)化方案和施工安全防護(hù)方案,完成爆破拆除工程從“粗放”到“精細(xì)”的跨越。為此,本文主要研究了如下內(nèi)容:首先,綜述了橋梁爆破拆除中常用的技術(shù)手段,歸納出了橋梁倒塌破壞的基本模式,據(jù)此建立簡化的力學(xué)模型,分析了影響爆破缺口參數(shù)的主要因素。其次,提出了以LS-DYNA求解器為核心的多軟件聯(lián)合建模求解法,以高效求解橋梁倒塌這一復(fù)雜顯式動力問題。再次,根據(jù)倒塌過程中材料的力學(xué)行為,探討了合適的單元類型和材料模型的選擇,確定了控制材料失效、接觸碰撞、計算方法等的一系列參數(shù)。接著,利用上述方法,成功模擬了橋梁爆破拆除中兩個最具代表性的工程實(shí)例——倒向空間受限高墩的定向爆破拆除和拱橋多段延時起爆、一次性坍塌拆除。最后,根據(jù)模擬出的動態(tài)倒塌結(jié)果,評價了初擬爆破方案中切口參數(shù)、起爆順序及延時間隔的合理性,并提出了相應(yīng)的缺口優(yōu)化方案和施工安全防護(hù)措施。研究結(jié)果表明,橋梁爆破坍塌全過程的數(shù)值模擬結(jié)果符合預(yù)期,可多角度、分部件地觀察倒塌姿態(tài)、爆碴塊度大小及爆堆形態(tài),實(shí)現(xiàn)了爆破效果的可視化預(yù)測,推動了爆破技術(shù)的創(chuàng)新和精進(jìn),對橋梁爆破拆除工程的實(shí)施具有指導(dǎo)意義。
[Abstract]:At present, the momentum of highway traffic infrastructure in China tends to ease. In the bridge engineering market, the market share of reconstruction and expansion projects has steadily increased, and demolition projects have gradually become a new hot industry. At present, the most commonly used controlled blasting demolition technology is still in the category of qualitative design, the theoretical research falls behind the engineering practice, and blasting accidents occur from time to time. The development of this technology is limited. If the rapid development of computer numerical simulation technology can be used to realize the visual prediction of the whole process of bridge blasting collapse, the over-reliance on empirical formulas in the code can be avoided. A more targeted blasting design optimization scheme and construction safety protection scheme are proposed to complete the leapfrogging of blasting demolition from "extensive" to "fine". Therefore, the main contents of this paper are as follows: first, This paper summarizes the technical methods used in blasting demolition of bridges, sums up the basic modes of collapse and failure of bridges, establishes a simplified mechanical model, and analyzes the main factors affecting the parameters of blasting notches. A multi-software joint modeling method with LS-DYNA solver as the core is proposed to solve the complex explicit dynamic problem of bridge collapse efficiently. Thirdly, according to the mechanical behavior of the material during the collapse process, The selection of appropriate element type and material model is discussed, and a series of parameters for controlling material failure, contact collision and calculation method are determined. This paper successfully simulates the demolition of two most representative engineering examples in the blasting demolition of bridges-directional blasting demolition of high piers with backward space constraints, delayed blasting demolition of arch bridges in multiple sections and one-off collapse demolition. Finally, according to the simulated dynamic collapse results, The rationality of notch parameters, initiation sequence and delay interval in the initial blasting scheme is evaluated, and the corresponding notch optimization scheme and construction safety protection measures are put forward. The numerical simulation results of the whole process of bridge blasting collapse are in line with the expectation. The collapse attitude, the size of blasting debris and the shape of blasting pile can be observed from different angles. The visual prediction of blasting effect is realized, and the innovation and refinement of blasting technology are promoted. It is of guiding significance to the implementation of bridge blasting demolition project.
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U445.6

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本文編號：1503308