本文關(guān)鍵詞：圓柱形橋墩在沖擊荷載作用下的損傷指標(biāo)試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：橋梁損傷指標(biāo)是一個(gè)描述工程結(jié)構(gòu)受到的傷害或損傷程度,反映特定荷載條件下工程結(jié)構(gòu)的脆弱性的一個(gè)指標(biāo),是指在不同船舶撞擊噸位作用下橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生各種破壞狀態(tài)的概率,它從概率的意義上定量的刻畫了工程結(jié)構(gòu)的抗船撞性能,從宏觀的角度描述了船舶撞擊噸位與結(jié)構(gòu)破壞程度之間的關(guān)系。近些年來,隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,我國(guó)跨江河以及海峽海灣大橋日益增多,船舶航運(yùn)需求量也飛速增加,與其相對(duì)應(yīng)的橋墩抗船撞性能也需要隨之提高。但是,目前國(guó)內(nèi)外,船撞領(lǐng)域的研究主要集中在撞擊力的研究中,還沒有提出一個(gè)判斷混凝土橋墩損傷等級(jí)的指標(biāo),針對(duì)船撞損傷指標(biāo)的相關(guān)研究并沒有得到深入的研究和開展,因此可以說真正意義上的橋梁船撞易損性分析還沒有得到重視和開展。針對(duì)于此,本文結(jié)合抗震領(lǐng)域,車撞領(lǐng)域,建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域的研究成果,并在最新船撞領(lǐng)域規(guī)范的基礎(chǔ)之上,以及對(duì)矩形混凝土墩損傷指標(biāo)的研究,提出了圓柱形鋼筋混凝土橋墩五種損傷狀態(tài)下的判斷指標(biāo),為明確橋梁船撞的風(fēng)險(xiǎn)水平,完善橋梁的船撞設(shè)計(jì)理論,以及修復(fù)混凝土橋墩在經(jīng)受船舶撞擊后的狀態(tài)等方面提供理論支持。本研究主要開展的研究工作如下:①利用數(shù)值仿真模擬計(jì)算方法,結(jié)合相似比理論運(yùn)用相關(guān)軟件對(duì)船舶、圓柱形鋼筋混凝土橋墩進(jìn)行建模分析,以橋墩的損傷程度,初步提出五種狀態(tài)下混凝土橋墩的損傷指標(biāo),并以此為依據(jù),結(jié)合抗震領(lǐng)域建筑結(jié)構(gòu)中的有關(guān)規(guī)范,提出的以墩底轉(zhuǎn)角來判斷損傷程度的指標(biāo)。②對(duì)提出的損傷指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證,并依據(jù)整體模型設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案。采用不變的撞擊質(zhì)量,通過控制撞擊物的碰撞速度來獲得不同的撞擊能量,以此來說明鋼筋混凝土橋墩五種損傷程度。本文共設(shè)置了五種不同的工況,本次試驗(yàn)為單擺撞擊試驗(yàn),通過控制撞擊物的高度來控制撞擊物與橋墩開始撞擊時(shí)的速度。因此我們需要先將撞擊物提升至所需的高度,用繩子將其固定在反力墻上,在重力作用下得到不同的水平速度。③對(duì)提出的損傷指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,對(duì)比分析試驗(yàn)仿真計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),并以此提出圓柱形鋼筋混凝土橋墩抗船撞損傷等級(jí)的第一臨界轉(zhuǎn)角為和第二臨界轉(zhuǎn)角。④本文是橋墩抗船撞損傷指標(biāo)研究的第二個(gè)實(shí)驗(yàn),前一個(gè)實(shí)驗(yàn)是矩形橋墩的損傷指標(biāo)研究。鑒于此,需要對(duì)矩形橋墩的損傷指標(biāo)與圓柱形橋墩損傷指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析。最后,本文對(duì)船橋碰撞研究領(lǐng)域進(jìn)行了展望,對(duì)其中船撞力以及本文部分成果尚需進(jìn)一步研究的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)值模擬 損傷指標(biāo) 撞擊力 船橋碰撞 墩底轉(zhuǎn)角
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U446.1;U443.22
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 研究背景及意義11-18
• 1.1.1 國(guó)內(nèi)船撞橋事故11-15
• 1.1.2 國(guó)外船撞橋事故15-17
• 1.1.3 國(guó)內(nèi)外船撞橋事故對(duì)比分析17-18
• 1.2 國(guó)內(nèi)外關(guān)于船撞問題的研究概況18-20
• 1.2.1 概述18-19
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外船撞問題研究的進(jìn)展19-20
• 1.2.3 橋梁損傷指標(biāo)在船撞領(lǐng)域的應(yīng)用20
• 1.3 船橋碰撞領(lǐng)域中損傷指標(biāo)的研究狀況20-23
• 1.3.1 我國(guó)在船撞損傷指標(biāo)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3.2 國(guó)外在船撞損傷指標(biāo)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀21-23
• 1.4 本文研究的目的及內(nèi)容23-25
• 1.4.1 研究目的23
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容23-24
• 1.4.3 內(nèi)容安排24-25
• 第二章 圓形橋墩船撞損傷指標(biāo)研究方法25-32
• 2.1 相似理論及量綱分析25-28
• 2.1.1 相似原理概述25-26
• 2.1.2 相似原理和模型試驗(yàn)26-27
• 2.1.3 量綱分析法27-28
• 2.2 橋梁損傷指標(biāo)28-29
• 2.2.1 損傷的分類28
• 2.2.2 損傷的判別方法28-29
• 2.3 有限元數(shù)值仿真分析29-31
• 2.3.1 建模所用軟件29-30
• 2.3.2 MSC.Patran軟件簡(jiǎn)介30-31
• 2.3.3 Eta.Femb軟件簡(jiǎn)介31
• 2.3.4 Ls-Dyna軟件簡(jiǎn)介31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 圓形橋墩船撞動(dòng)力數(shù)值模擬32-47
• 3.0 概述32
• 3.1 相似理論的應(yīng)用32-35
• 3.2 材料本構(gòu)關(guān)系的確定35-38
• 3.2.1 鋼筋材料本構(gòu)關(guān)系35-36
• 3.2.2 混凝土本構(gòu)模型36-38
• 3.3 有限元模型38-39
• 3.3.1 船舶模型38
• 3.3.2 橋墩模型38-39
• 3.3.3 邊界條件39
• 3.3.4 接觸類型39
• 3.4 試驗(yàn)工況及仿真結(jié)果39-46
• 3.4.1 試驗(yàn)工況極其理論說明39-43
• 3.4.2 數(shù)值仿真結(jié)果43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第四章 圓形橋墩碰撞試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)47-57
• 4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)47
• 4.2 沖擊實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)47-54
• 4.2.1 撞擊物設(shè)計(jì)47-48
• 4.2.2 橋墩及承臺(tái)設(shè)計(jì)48-50
• 4.2.3 單擺裝置設(shè)計(jì)50-53
• 4.2.4 局部關(guān)鍵部位說明53-54
• 4.3 測(cè)點(diǎn)布設(shè)54-55
• 4.3.1 鋼筋和混凝土應(yīng)變片布設(shè)54-55
• 4.3.2 位移傳感器布設(shè)55
• 4.3.3 加速度傳感器布設(shè)55
• 4.4 碰撞試驗(yàn)工況說明55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第五章 試驗(yàn)碰撞結(jié)果及對(duì)比分析57-81
• 5.1 碰撞試驗(yàn)結(jié)果57-72
• 5.1.1 工況一實(shí)驗(yàn)結(jié)果57-60
• 5.1.2 工況二實(shí)驗(yàn)結(jié)果60-63
• 5.1.3 工況三實(shí)驗(yàn)結(jié)果63-66
• 5.1.4 工況四實(shí)驗(yàn)結(jié)果66-69
• 5.1.5 試驗(yàn)結(jié)果匯總69-71
• 5.1.6 試驗(yàn)應(yīng)力值數(shù)據(jù)采集缺陷71-72
• 5.2 試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果對(duì)比分析72-74
• 5.2.1 工況一（輕微損傷）72
• 5.2.2 工況二（中等損傷）72-73
• 5.2.3 工況三（嚴(yán)重?fù)p傷）73
• 5.2.4 工況四（倒塌）73-74
• 5.3 鋼筋和混凝土應(yīng)變分析74-76
• 5.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真計(jì)算數(shù)據(jù)總體比較76-77
• 5.5 結(jié)論匯總77-78
• 5.6 試驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果差異分析78-79
• 5.7 本章小結(jié)79-81
• 第六章 結(jié)論與展望81-83
• 6.1 結(jié)論81-82
• 6.2 展望82-83
• 致謝83-84
• 參考文獻(xiàn)84-86
• 在學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果86

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  本文關(guān)鍵詞：圓柱形橋墩在沖擊荷載作用下的損傷指標(biāo)試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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