車—橋墩水平碰撞模型試驗與數(shù)值研究

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1、碩士學(xué)位論文車-橋墩水平碰撞模型試驗與數(shù)值研究作者姓名鐘偉學(xué)科專業(yè)橋梁與隧道工程指導(dǎo)教師顏全勝教授羅旗幟教授所在學(xué)院土木與交通學(xué)院論文提交日期2015年4月TheModelExperimentandNumericalResearchofVehicle-BridgePierunderHorizontalImpactADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhongWeiSupervisor：Prof.YanQuanshengProf.LuoQizhiSou

2、thChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分類號：U448.21校代號：10561學(xué)號：201220106378華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文車-橋墩水平碰撞模型試驗與數(shù)值研究作者姓名：鐘偉指導(dǎo)教師姓名、職稱：顏全勝教授羅旗幟教授申請學(xué)位級別：工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱：橋梁與隧道工程研究方向：橋梁結(jié)構(gòu)理論論文提交日期：年P(guān)月>日論文答辯日期：年b月士曰學(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期：年月曰答辯委員會成員：華南理工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的

3、指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文屮以明確方式標明。木人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：測S年0月％日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬華南理工大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保存并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許學(xué)位論文被查閱（除在保密期內(nèi)的保密論文外）；學(xué)?？梢怨?/p>

4、布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。本學(xué)位論文屬于：□保密，在_年解密后適用本授權(quán)書。切Z不保密，同意在校園網(wǎng)上發(fā)布，供校內(nèi)師生和與學(xué)校有共享協(xié)議的單位瀏覽；同意將本人學(xué)位論文提交中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社全文出版和編入CNKI《中國知識資源總庫》，傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。(請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“v作者簽名日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：摘要隨著我國城市交通快速地發(fā)展，跨線橋梁受到碰撞概率日益增加，在實際工程中確定碰撞力大

5、小對橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計意義重大。本文以車-橋墩水平碰撞試驗為基礎(chǔ)，利用有限元數(shù)值模擬，對橋墩動力響應(yīng)進行研究，利用擬合方法提出碰撞力簡化公式。（1）概述了車橋碰撞的研究現(xiàn)狀，總結(jié)了目前國內(nèi)外研究車橋碰撞的研究理論，歸納了各國碰撞力的計算方法，針對車-橋碰撞研究成果的不足提出了有待進一步研究的問題。（2）根據(jù)相似原理制作了縮尺橋墩模型，進行了橋墩水平碰撞試驗，得到碰撞力、位移、混凝土應(yīng)變和鋼筋應(yīng)變時程曲線，通過分析試驗結(jié)果得出了碰撞過程一些規(guī)律，為后續(xù)有限元研究和碰撞力擬合提供參考。（3）基于ANSYS/LS-DYNA有限元

6、軟件，建立了車-橋墩水平碰撞試驗的有限元模型，通過數(shù)值計算得到了碰撞力、位移、混凝土應(yīng)變和鋼筋應(yīng)變時程曲線，將數(shù)值模擬與試驗結(jié)果對比，結(jié)果吻合較好，檢驗了有限元模型中的相關(guān)參數(shù)的合理性，驗證了有限元模型計算的準確性。（4）基于模型試驗和建立的有限元模型，對原型橋墩進行仿真計算，得到了不同碰撞工況下的碰撞力時程曲線，采用MATLAB數(shù)值分析軟件分析碰撞力峰值與汽車碰撞剛度、碰撞速度和碰撞質(zhì)量之間的關(guān)系，并進行碰撞力峰值曲線擬合，最后得出簡化計算公式，并與試驗結(jié)果和歐洲規(guī)范理論公式對比，表明計算公式具有一定的使用價值。關(guān)

7、鍵詞：車-橋墩碰撞；碰撞力；數(shù)值模擬；簡化公式IABSTRACTWiththefastdevelopmentofourcountry’stransportation,theprobabilityofcrossing-piersubjectedtoimpactloadisalsogrowing,it’smeaningfultodeterminethecollisionforceinpracticalengineeringstructuredesign.Basedonthemodetestofpierimpactedby

8、carandthefiniteelementnumericalcalculationtechnology,thedynamicresponsecharacteristicsofpierareanalyzed.Byfittingmethodasimplifiedcalculationformulaofcollisionforceofpierisp