鋼板-橡膠混凝土復(fù)合覆層應(yīng)用于橋墩防撞的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，梁式橋得到了越來越廣泛的應(yīng)用，橋墩作為橋梁的下部結(jié)構(gòu)，不僅承擔(dān)著結(jié)構(gòu)自重和車輛荷載，還時刻承擔(dān)著遭受車輛撞擊的風(fēng)險，因此，研究其在撞擊荷載作用下的響應(yīng)和防撞對策具有重要意義。
　　本文將波形鋼板橡膠混凝土、平鋼板橡膠混凝土和橡膠混凝土作為橋墩防撞層，運用錘擊法和擺錘試驗測試不同覆層類型的模型墩的撞擊力及橋墩各動力響應(yīng)，進(jìn)而對三種類型覆層的實際防撞效果進(jìn)行了論證。另外，運用模態(tài)應(yīng)變能原理，結(jié)合通用有限元軟

2、件ABAQUS/Explicit顯式非線性動態(tài)分析計算三種不同類型的覆層為模型墩提供的一階振動模態(tài)的附加阻尼比，驗證了有限元軟件模擬碰撞問題的可行性。基于以上研究內(nèi)容，本文可得到如下結(jié)論:
　　(1)對于波形鋼板橡膠混凝土覆層模型墩、平鋼板橡膠混凝土模型墩和橡膠混凝土覆層模型墩，隨著擺錘高度的增加，墩頂位移衰減段周期略微變大。
　　(2)在擺錘下落高度相同時，橡膠混凝土覆層墩墩頂位移響應(yīng)最大，平鋼板橡膠混凝土覆層墩次之，波形

3、鋼板橡膠混凝土覆層墩墩頂位移響應(yīng)最小。
　　(3)不同覆層類型的模型墩撞擊力峰值增長規(guī)律有所不同，波形鋼板橡膠混凝土覆層墩由于波紋局部變形的作用，能夠有效阻止撞擊力增長過快。
　　(4)波形鋼板橡膠混凝土覆層和平鋼板橡膠混凝土覆層由外層鋼板局部塑性變形耗能和內(nèi)層橡膠混凝土吸能來共同控制墩身應(yīng)變，當(dāng)外層鋼板變形未發(fā)展至穩(wěn)定時，鋼板的局部變形耗能作用占主導(dǎo)，而當(dāng)外層鋼板的局部變形發(fā)展完全時，內(nèi)層橡膠混凝土的吸能作用得到突顯。

4、r>　　(5)有限元模擬得到的墩身混凝土應(yīng)變最大值、墩頂位移、背撞點和墩頂加速度最大值與試驗值趨勢相符，數(shù)值略大?？梢哉J(rèn)為本文采用的有限元軟件ABAQUS計算橋墩在撞擊荷載下動力響應(yīng)的方法是可行的，從保證橋墩結(jié)構(gòu)安全性的角度考慮，有限元的計算結(jié)果較為保守。
　　(6)對波形鋼板橡膠混凝土覆層和平鋼板橡膠混凝土覆層，鋼板不僅可充當(dāng)模板，更可提供較大的側(cè)向剛度。尤其對于波形鋼板橡膠混凝土覆層，豎向波紋增大了內(nèi)層橡膠混凝土與外鋼板的機(jī)械