【摘要】：近年來地震、泥石流等地質災害導致滾石撞擊橋墩事故頻繁發(fā)生并造成了嚴重危害,如何確定碰撞力大小對橋墩的防撞設計具有重要意義。本文基于相似理論設計了1/4縮尺的鋼筋混凝土模型柱,并通過單擺試驗裝置對不同撞擊能量以及不同撞擊部位工況下進行撞擊試驗;同時利用LS_DYNA軟件進行數值模擬。本文的主要內容如下:(1)概述了滾石撞擊橋墩理論并歸納總結了當前國內外關于橋墩撞擊力的主要計算方法和試驗研究,提出了有待進一步研究的問題。(2)利用相似原理設計和制作了橋墩試驗模型,并對其在同一截面形狀的三種撞擊位置、四種撞擊能量等12種工況下進行了水平撞擊試驗。通過試驗得到撞擊力、墩頂位移和應力—應變響應時程曲線,分析得出了橋墩碰撞的一些規(guī)律,并擬合了撞擊力計算公式。(3)利用LS_DYNA建立了滾石撞擊橋墩有限元模型,對橋墩在6種不同荷載工況下進行了數值模擬。進行了試驗值與模擬計算值對比,其結果吻合較好,驗證了本文所采用的數值模型參數可以較準確地模擬橋墩在滾石撞擊荷載作用下的動力響應。(4)分析了撞擊部位和撞擊高度等因素對撞擊力的影響,應用Origin軟件進行非線性公式擬合,提出了最大碰撞力計算經驗公式。
[Abstract]:In recent years geological disasters such as earthquake debris flow and other geological disasters have caused frequent accidents of rolling stone impact on bridge piers and caused serious harm. How to determine the size of collision force is of great significance to the collision prevention design of bridge piers. Based on the similarity theory, a 1 / 4 scale reinforced concrete model column is designed in this paper. The single pendulum test device is used to carry out the impact test under different impact energy and different working conditions of the impact site, and the numerical simulation is carried out by using LS_DYNA software. The main contents of this paper are as follows: (1) the theory of rolling stone impact pier is summarized, and the main calculation methods and experimental research on the impact force of bridge pier at home and abroad are summarized. The problems to be further studied are put forward. (2) the experimental model of bridge pier is designed and made by using the principle of similarity, and the horizontal impact test is carried out under 12 working conditions, such as three kinds of impact positions with the same section shape and four kinds of impact energy. The time-history curves of impact force, pier top displacement and stress-strain response are obtained by experiments, and some laws of bridge pier collision are obtained, and the formula for calculating impact force is fitted. (3) the finite element model of rolling stone impact pier is established by using LS_DYNA. The pier is numerically simulated under six different load conditions. The experimental data are compared with the simulated results, and the results are in good agreement with each other. It is verified that the numerical model parameters used in this paper can accurately simulate the dynamic response of pier under rolling stone impact load. (4) the influence of impact position and impact height on the impact force is analyzed. The empirical formula for calculating the maximum collision force is proposed by using Origin software to fit the nonlinear formula.
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U445.75

【參考文獻】

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本文編號：2233489