超高车辆-预应力混凝土箱梁桥碰撞荷载分析及撞后承载力评估

摘要：

为研究超高车辆-预应力混凝土箱梁桥碰撞荷载及撞后结构的承载性能劣化规律,建立了精细的超高车辆撞击预应力箱梁桥有限元模型,并验证了数值计算模型的准确性和可靠性.分别考虑车辆速度、载重量、超高高度、车厢刚度、撞击角度以及混凝土强度等6个因素,采用显式动力分析软件LS-DYNA进行不同参数下(18个工况)超高车辆-桥梁上部结构碰撞分析.结果表明:碰撞力时程曲线可以简化为突变阶段、振荡阶段以及衰减阶段3个不同阶段;碰撞过程中的冲量主要受碰撞力峰值、碰撞力均值和均值力持时影响,不同计算参数对简化碰撞力关键指标的影响有较大差异;碰撞过程中,车辆动能主要转化为车辆的塑性变形应变能;不同撞击工况下,被撞梁的竖向极限承载力下降水平都在18％以内;当预应力钢束撞断失效退出工作情况下,主梁的工作性能会受到严重影响,被撞侧底板及腹板钢束同时失效时,结构的竖向极限承载力下降程度达到54％.因此,需要对预应力钢筋的设计和防护予以重视.研究结果可以为建立简化碰撞力计算模型提供依据,并为桥梁防撞设计提供参考.

关键词：桥梁工程、碰撞荷载、数值模拟、承载力评估、超高车辆、预应力混凝土箱梁桥

所属期刊栏目：39

分类号：U447(桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金;四川省交通运输科技项目

在线出版日期：2022-04-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：91-99,132