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首页 > 文档 > 车辆撞击下锈蚀钢筋混凝土桥墩动力响应分析
文档
车辆撞击下锈蚀钢筋混凝土桥墩动力响应分析
2024-06-261902.18M

  摘要:针对锈蚀劣化的公路钢筋混凝土(RC)桥梁面临的车辆撞击桥墩的威胁,利用LS-DYNA软件开展了锈蚀RC桥墩抗车撞动力响应的高保真有限元仿真分析。根据文献中锈蚀RC梁的落锤冲击试验,对锈蚀RC梁的冲击响应进行了模型验证,确保了材料本构、锈蚀算法和接触算法的可靠性。建立了锈蚀RC桥墩有限元模型与车辆模型,分析了锈蚀RC桥墩的抗车撞损伤模式与动力响应。建立了锈蚀RC桥墩车撞等效单自由度模型,并与有限元模型结果进行了比较。讨论了车辆速度、发动机质量和货物质量对锈蚀RC桥墩抗车撞响应的影响。量化了全寿命周期内锈蚀RC桥墩车撞性能退化的程度。结果表明:锈蚀RC桥墩的损伤包括弯曲损伤、剪切损伤、由车辆撞击造成的混凝土脱落,以及由锈蚀导致的混凝土脱落。在这些损伤中,局部混凝土脱落是主要的损伤类型。RC桥墩的锈蚀会导致车撞响应中第三峰值冲击力降低,桥墩侧向位移增大。相较于有限元模型,等效单自由度模型计算得到的锈蚀桥墩位移响应偏高。在车辆撞击速度较高时,锈蚀RC桥墩的动态响应更为显著。另外,增大发动机和货物的重量会加重锈蚀RC桥墩的整体损伤, 货物撞击后锈蚀引起的车撞响应退化更显著。当桥墩服役时间达到95年时,120 km/h车速下的锈蚀桥墩比未锈蚀桥墩柱中位移增加了约1.72倍。

  文章目录

  1 数值仿真模型与验证

  1.1 落锤冲击试验

  1.2 有限元模型

  1.2.1 材料与接触算法

  1.2.2 锈蚀退化的模拟

  1.3 模型验证

  2 锈蚀RC桥墩与车辆模型

  2.1 桥墩构造与锈蚀

  2.2 车辆模型

  3 锈蚀RC桥墩车撞响应

  3.1 损伤模式

  3.2 冲击力与位移时程

  3.3 等效单自由度模型

  4 参数分析

  4.1 车辆速度的影响

  4.2 发动机质量的影响

  4.3 货物质量的影响

  5 全寿命周期车撞性能退化

  6 结论