發(fā)布時間：2017-04-30 13:10

  本文關(guān)鍵詞：FRP橋墩柔性防撞浮箱燕尾槽連接結(jié)構(gòu)行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近些年來,關(guān)于橋梁船撞安全問題已經(jīng)引起設(shè)計者們和社會公眾的廣泛關(guān)注,各式各樣的橋墩防撞浮箱相繼出現(xiàn)在了實際工程當(dāng)中。雖然橋墩防撞浮箱使用的材料和結(jié)構(gòu)形式都能夠?qū)蚨债a(chǎn)生很大保護效果,但為了浮箱便于安裝施工,有必要對浮箱進行分塊設(shè)計后再拼裝。這樣不僅使得安裝運輸方便,還方便防撞裝置后期的保養(yǎng)和維修。這就需要浮箱箱塊之間的連接構(gòu)造不僅在強度方面需要達到設(shè)計要求,而且要在變形耗能和后期維護方面達到經(jīng)濟合理的效果。因此,本文以重慶嘉陵江黃花園大橋橋墩FRP柔性防撞浮箱為工程背景,以FRP浮箱燕尾槽連接構(gòu)造為對象,采用節(jié)段物理試驗和有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對FRP防撞浮箱燕尾槽連接結(jié)構(gòu)進行受力行為研究。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)對現(xiàn)有常用柔性防撞浮箱的結(jié)構(gòu)形式及其特點有一定初步了解,提出了防撞浮箱連接結(jié)構(gòu)對整體結(jié)構(gòu)的重要影響,并介紹復(fù)合材料的主要連接方式以及分析相應(yīng)連接方式的優(yōu)、缺點和破壞方式。(2)完成了FRP防撞浮箱燕尾榫槽結(jié)構(gòu)材料的基本力學(xué)性能試驗,測試了FRP防撞浮箱燕尾榫槽連接的節(jié)段材料的抗拉強度和拉伸彈性模量、抗壓強度和壓縮模量、抗彎強度和彎曲模量以及抗剪強度等基本力學(xué)性能參數(shù)。(3)為了分析FRP橋墩柔性防撞浮箱燕尾榫槽連接在拉伸、壓縮和剪切作用下的受力情況設(shè)計了試驗方案并進行了試驗,試驗得出了無論是拉伸、壓縮還是剪切受力,都表現(xiàn)出了結(jié)構(gòu)接觸部位拐彎點應(yīng)力最大,破壞形式基本上都是在轉(zhuǎn)角部位發(fā)生材料破壞或者連接失效破壞。(4)在進行靜力實驗的同時,采用有限元非線性動力分析軟件ANSYS/LS-DYNA對燕尾榫槽連接進行動力數(shù)值模擬分析,數(shù)值計算結(jié)果表明:對比燕尾槽和燕尾榫的各個特征部位的應(yīng)力大小發(fā)現(xiàn),在五種加載工況下,同一時刻出現(xiàn)應(yīng)力最大的部位均是在接觸部位轉(zhuǎn)角處。其中還對拉伸、壓縮和剪切試驗進行了靜力分析,并與試驗數(shù)據(jù)進行了對比,得出了與試驗結(jié)果一致的結(jié)論,但在具體值的大小方面還有一定誤差,主要原因是真實試驗時候很難控制燕尾榫和燕尾槽之間預(yù)留了相應(yīng)的間隙,另外,研究中采用線彈性材料模擬FRP復(fù)合材料可能與實際材料性能不符,對浮箱燕尾槽連接結(jié)構(gòu)的計算結(jié)果可能有一定影響。(5)本次模擬試驗還發(fā)現(xiàn)了薄壁結(jié)構(gòu)在動力作用時候出現(xiàn)了振動效應(yīng),結(jié)構(gòu)加速度變化較大,計算結(jié)果中應(yīng)力和位移因荷載的增加形成了遞增振幅振動曲線。除此之外,數(shù)值模擬分析還得出了燕尾榫槽連接在受到動力荷載下通過自身變形把大部分能量轉(zhuǎn)化為變形勢能,在拉伸和壓縮的情況下增加水平剪力能夠加速結(jié)構(gòu)材料強度破壞和接觸部位間距的增大。
【關(guān)鍵詞】：防撞浮箱 燕尾榫槽連接 靜力試驗 有限元模擬 應(yīng)力分布
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U443.22
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 橋梁防撞的研究意義和必要性10-11
• 1.2 國內(nèi)外船撞橋事故11-13
• 1.3 橋梁防撞裝置研究概況13-17
• 1.3.1 橋墩防撞裝置的分類及結(jié)構(gòu)形式13-14
• 1.3.2 常用柔性防撞浮箱裝置14-15
• 1.3.3 新材料柔性防撞形式研究15-17
• 1.4 復(fù)合材料的連接方式17-19
• 1.4.1 連接與連接的重要性17
• 1.4.2 復(fù)合材料常用連接方法17-19
• 1.5 本文主要研究工作19-21
• 第二章 FRP復(fù)合材料基本力學(xué)實驗21-33
• 2.1 FRP復(fù)合材料簡介21
• 2.2 FRP材料的特點21-23
• 2.3 FRP材料基本力學(xué)性能試驗方案設(shè)計23-32
• 2.3.1 FRP防撞浮箱燕尾榫槽連接材料拉伸性能試驗23-25
• 2.3.2 FRP防撞浮箱燕尾榫槽連接材料壓縮性能試驗25-27
• 2.3.3 FRP防撞浮箱燕尾榫槽連接材料彎曲性能試驗27-30
• 2.3.4 FRP防撞浮箱燕尾榫槽連接材料剪切性能試驗30-32
• 2.3.5 實驗結(jié)論32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 FRP防撞浮箱燕尾榫槽連接的結(jié)構(gòu)試驗33-50
• 3.1 試驗概況33
• 3.2 試驗?zāi)康?/span>33-34
• 3.3 試驗內(nèi)容34
• 3.4 試驗方法34-35
• 3.5 FRP防撞浮箱連接構(gòu)件試驗裝置與模型設(shè)計35-39
• 3.5.1 拉伸試驗方案35-36
• 3.5.2 壓縮試驗方案36-37
• 3.5.3 剪切試驗方案37-39
• 3.6 測試內(nèi)容與測試方法39-40
• 3.6.1 測試內(nèi)容39-40
• 3.6.2 測試方法40
• 3.7 試驗構(gòu)件加載方法40-41
• 3.8 試驗設(shè)備41
• 3.9 FRP防撞浮箱燕尾榫槽連接結(jié)構(gòu)試驗結(jié)果與分析41-49
• 3.9.1 拉伸試驗結(jié)果與分析41-44
• 3.9.2 壓縮試驗結(jié)果與分析44-46
• 3.9.3 剪切試驗結(jié)果與分析46-49
• 3.10 本章小結(jié)49-50
• 第四章 燕尾榫槽連接的有限元數(shù)值模擬分析50-79
• 4.1 非線性有限元數(shù)值模擬分析50-54
• 4.1.1 有限元模擬分析50
• 4.1.2 ANSYS/LS-DYNA簡介50
• 4.1.3 顯示時間積分和隱式時間積分50-51
• 4.1.4 單點積分和全積分51-52
• 4.1.5 接觸算法52-53
• 4.1.6 沙漏控制53-54
• 4.2 數(shù)值模擬建模54-57
• 4.2.1 數(shù)值模擬模型54-56
• 4.2.2 邊界條件與荷載56
• 4.2.3 接觸與沙漏控制56-57
• 4.2.4 數(shù)值模型工況介紹57
• 4.3 動態(tài)數(shù)值模擬結(jié)果57-74
• 4.3.1 拉伸工況的仿真結(jié)果及其分析58-62
• 4.3.2 壓縮工況的仿真結(jié)果及其分析62-65
• 4.3.3 剪切工況的仿真結(jié)果及其分析65-68
• 4.3.4 拉伸、剪切工況的仿真結(jié)果及其分析68-71
• 4.3.5 壓縮、剪切工況的仿真結(jié)果及其分析71-74
• 4.4 靜態(tài)數(shù)值模擬結(jié)果及與試驗結(jié)果對比分析74-78
• 4.4.1 拉伸試驗數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果對比74-76
• 4.4.2 壓縮試驗數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果對比76-77
• 4.4.3 剪切試驗數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果對比77-78
• 4.5 本章小結(jié)78-79
• 第五章 總結(jié)與展望79-81
• 5.1 本文完成的主要研究工作與結(jié)論79-80
• 5.2 本課題研究的展望80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻82-85
• 在讀期間發(fā)表的論文及科研成果85

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 史宣琳;張新強;;我國浮箱發(fā)展概況及應(yīng)用[J];黑龍江交通科技;2008年12期

2 薛楚書;;浮箱基礎(chǔ)[J];港工技術(shù)通訊;1975年04期

3 王中林;搖擺控制式浮箱防波堤[J];水運工程;1980年09期

4 陸渝生;蔡傳國;;浮箱銷連接強度的試驗研究[J];工程兵工程學(xué)院學(xué)報;1989年02期

5 王景全;陳定華;;海運后勤的登灘保障系統(tǒng)與浮箱工程[J];工程兵工程學(xué)院學(xué)報;1991年04期

6 張雙喜;多功能的裝配式浮箱[J];中國水運;1996年02期

7 吳廣懷,孫蘆忠,沈慶,劉艇;有限條法在混凝土浮箱橋結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用[J];解放軍理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2000年03期

8 顏士成;;工程浮箱研制和應(yīng)用[J];鐵道建筑技術(shù);2006年05期

9 史宣琳;岳才林;陳興蘭;;國外浮箱的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J];國防交通工程與技術(shù);2008年06期

10 陳寶林;嚴建國;戴小平;孫蘆忠;;浮箱結(jié)構(gòu)工程的應(yīng)用與發(fā)展[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2008年13期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 吳廣懷;沈慶;孫蘆忠;;混凝土浮箱橋結(jié)構(gòu)靜力分析方法[A];第十屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集第Ⅰ卷[C];2001年

2 翟高進;謝云平;薛云;;浮箱載船下水總縱強度分析[A];第四屆全國船舶與海洋工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

3 夏鵬翎;趙志勛;;浮箱鏈軌式沼澤運載車底盤設(shè)計及應(yīng)用探討[A];2004年石油裝備年會暨慶祝江漢機械研究所建所40周年學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2004年

4 張延昌;謝云平;翟高進;胡禮明;;浮箱載船下水總縱強度分析[A];七屆更迭 三十回眸——第七屆船舶力學(xué)學(xué)術(shù)委員會全體會議論文集[C];2010年

5 謝凱;;三峽永久船閘浮箱施工監(jiān)理實踐[A];船閘科技2002-2005年度優(yōu)秀論文集[C];2006年

6 林江;;關(guān)于船閘閘門浮箱問題的思考[A];船閘科技2002-2005年度優(yōu)秀論文集[C];2006年

7 林江;;關(guān)于船閘閘門浮箱問題的思考[A];中國航海學(xué)會船閘專業(yè)委員會二屆二次年會論文交流論文匯編[C];2005年

8 王丹;В.Н.特里亞斯金;Ю.А.斯米爾諾夫;;基于俄羅斯浮船塢規(guī)范的浮船塢改造[A];第四屆全國船舶與海洋工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

9 李建華;劉凡柏;王朝建;;“鹽湖探險一號”鉆機的研制及西藏?zé)o人區(qū)科學(xué)考察[A];巖土鉆掘技術(shù)在資源、環(huán)境和工程建設(shè)中的應(yīng)用與發(fā)展學(xué)術(shù)論文集[C];2001年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報整理;饒河 浮箱固冰通道建設(shè)進展順利[N];中俄經(jīng)貿(mào)時報;2009年

2 記者 吳珊;中俄浮箱固冰通道項目投資企業(yè)會談在我市舉行[N];黑河日報;2010年

3 記者 吳珊;中俄交通主管部門就黑龍江大橋及浮箱固冰通道項目舉行工作會談[N];黑河日報;2011年

4 閆春虎;中俄界江固冰浮箱式通道開建 同江口岸冰上過貨期將延長[N];中國國門時報;2007年

5 丁友 王樹林;首條中俄界江浮箱固冰通道年底開通[N];黑龍江經(jīng)濟報;2008年

6 王立峰 記者 劉發(fā)奎;中俄浮箱固冰通道已開通運營[N];佳木斯日報;2008年

7 王云波;多樣化的“健身樂”[N];中國老年報;2003年

8 桑樹　記者 潘帝同;同江至俄下列港浮箱固冰通道開始鋪設(shè)[N];佳木斯日報;2009年

9 記者 吳珊;黑河-布市浮箱固冰通道鋪設(shè)位置確定[N];黑河日報;2010年

10 劉發(fā)奎　張浩 記者 孫丹秋;中俄浮箱固冰通道再次開通[N];黑龍江經(jīng)濟報;2010年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 董華洋;浮箱—水平板式浮防波堤水動力特性研究[D];大連理工大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄭博文;FRP橋墩柔性防撞浮箱燕尾槽連接結(jié)構(gòu)行為研究[D];重慶交通大學(xué);2016年

2 高瑞宏;深水樁基礎(chǔ)施工平臺專用鋼浮箱設(shè)計理論與方法及其工程應(yīng)用[D];湘潭大學(xué);2013年

3 黎凡;高性能混凝土浮箱的市場現(xiàn)狀和前景研究[D];華南理工大學(xué);2014年

4 劉釗;基于NAPA的載船浮箱安全評估系統(tǒng)研究[D];江蘇科技大學(xué);2011年

5 袁盛良;浮箱式防波堤水動力特性試驗研究[D];長沙理工大學(xué);2012年

6 潘敏;浮箱載船下水軟件的設(shè)計與應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2012年

7 陸彥;大型浮箱門在動水中的穩(wěn)定性分析及試驗研究[D];河海大學(xué);2002年

8 劉玉龍;波浪中浮箱運動與三維液艙晃蕩的耦合研究[D];大連理工大學(xué);2014年

9 張潤華;抬船浮箱下水受力分析及研究[D];上海交通大學(xué);2010年

10 李提軍;FRP橋墩防撞浮箱在橋墩防撞方面的試驗研究[D];重慶交通大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：FRP橋墩柔性防撞浮箱燕尾槽連接結(jié)構(gòu)行為研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：336905