跨線橋在超高車輛撞擊下的動態(tài)響應分析.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟建設的高速發(fā)展，大量的修建立交橋等跨線結(jié)構(gòu)物已成為緩解地面交通壓力的主要途徑。但是，由于橋梁的凈空的限制或是駕駛員的錯誤駕駛等原因，造成超高車輛與跨線橋碰撞的事故屢見不鮮。雖然超高車輛與跨線橋碰撞的概率不是很高，一旦這種情況發(fā)生，造成橋梁結(jié)構(gòu)物破損，嚴重影響了橋梁結(jié)構(gòu)性能和使用性能，甚至喪失使用功能。因此，如何科學地評價超高車輛對橋梁撞擊的破壞程度，為橋梁設計、運營及養(yǎng)管等方面提供科學依據(jù)具有十分重要的現(xiàn)實意義和應用價值。

2、 車－橋碰撞是個非常復雜的過程。橋梁受撞擊的破壞程度，除了橋梁本身的結(jié)構(gòu)特性外，還主要取決于撞擊物的速度、質(zhì)量、剛度、撞擊位置、撞擊角度及裝載物與車的連接狀態(tài)等因素。本文在搜集大量的車和集裝箱資料的基礎上，通過對車撞事故調(diào)查分析，采用了載有標準集裝箱的重載車作為撞擊車輛，對預應力簡支T梁進行撞擊。對不同工況下車輛撞擊橋梁結(jié)構(gòu)物進行了數(shù)值模擬分析，并對不同工況的撞擊狀況進行了分析。 為研究橋梁在超高車輛撞擊下的受力狀態(tài)，深入

3、研究車－橋的碰撞機理，采用了通用有限元程序abaqus對碰撞過程進行了模擬分析，得到以下主要結(jié)論： (1)不同速度：速度越大，主梁的應力和位移越大；速度越大，主梁達到最大應力和最大位移的時間越短；速度越大，主梁破壞的范圍越大。 (2)不同質(zhì)量：質(zhì)量越大，主梁的應力和位移有增大的趨勢；質(zhì)量增加引起的橋梁損傷程度，還取決于撞擊物的剛度；剛度越大，質(zhì)量引起的效應越大，剛度小到一定程度，質(zhì)量的增加將不會引起橋梁損傷破壞的增加。

4、 (3)不同角度：角度越大，主梁的應力和位移越小；對于橋梁的某局部區(qū)域，可能出現(xiàn)以某個角度斜撞時的破壞比較嚴重。 (4)不同高度：接觸高度越小，局部破壞越嚴重；接觸高度越大，橋梁的整體應力和位移有增大趨勢。 (5)不同連接狀態(tài)：固接情況的主梁應力和位移最大，摩擦連接時最小，鉸接時數(shù)值介于二者之間，即車與集裝箱的整體性越好，橋梁的破壞越嚴重。摩擦連接時，主梁開始反彈的時間最早；摩擦連接時損失的能量最大，摩擦連接體系的

5、彈性應變能和塑性應變能均比其他兩種情況小，對橋梁結(jié)構(gòu)的影響相對要小。 (6)對于以上各種情況，主梁跨中設有橫隔板時，主梁的最大應力較無橫隔板時偏大，位移偏小?？梢妼ψ矒舳?，主梁撞擊位置的局部剛度增大，對主梁的受力狀態(tài)會有很大的改善。 (7)體系能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系：車輛的動能，除極少部分通過摩擦耗散掉外，一少部分轉(zhuǎn)化為體系的彈性應變能，大部分轉(zhuǎn)化為體系的塑性應變能，車輛的能量大部分是通過集裝箱的塑性變形吸收掉了。可見撞擊物的