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超高车辆撞击组合结构桥梁的仿真分析3
3 2 2 2 2 2 2 ? 2 超高车辆撞击组合结构桥梁的仿真分析——张炎圣 陆新征 宁 静 江见鲸 56 2 超高车辆撞击组合结构桥梁的仿真分析 2 张炎圣1 陆新征1 宁 静2 江见鲸1 2 2 3 (清华大学1 北京 100084) (北京市计算中心2 北京 100005) 摘 要 基于高性能非线性有限元, 对超高车辆- 组合结构桥梁碰撞进行了高精度仿真分 析, 结果表???, 组合结构桥梁由于下部的钢板较薄, 抗撞击能力差, 遭到超高车辆撞击后, 易产生较 大变形和较大范围的钢板屈服, 从而使截面产生扭转, 桥梁应力大幅提高; 超高车辆撞击对组合结 构桥梁的破坏比较严重, 在实际应用中需要对组合结构桥梁进行有效地防撞保护。 关键词 组合结构; 桥梁; 碰撞; 非线性; 有限元 中图法分类号: U 44 文献标识码: A 线性以及接触非线性, 以确保能较真实地模拟卡 引 言 0 车 桥梁碰撞过程。 随着我国城市规模的日益扩大, 城市道路交 1. 1 桥梁模型 通压力与日俱增。大量建设公路立交桥梁, 发展立 某 2 幅 4 车道的组合结构简支梁桥单幅截面 体交通成为解决该问题的重要途径。根据有关数 如图1 所示。桥梁跨越8 车道, 跨度为30 m。因为 据统计, 北京的立交桥半数曾被超高车辆撞击, 超 2 幅在结构上互相独立, 所以只对其中1 幅进行分 高车辆撞击导致的桥梁损坏占已损坏桥梁总数的 析。桥梁的横断面包括300 mm 厚的混凝土面板, 20% 以上。因此, 需深入研究超高车辆撞击立交桥 以及 2 个 1 m 高的梯形钢箱梁。梯形钢箱梁的上 的车 桥碰撞机理, 科学评价超高车辆撞击对桥梁 边宽 2. 5 m , 下边宽 1. 5 m。桥梁结构的横断面参 的损坏情况。 见图 1。 组合结构是结构工程领域近来发展很快的一 个方向, 因其能充分发挥混凝土的抗压强度和钢 材的抗拉强度, 应用范围越来越广泛[1 2 ]。 目前, 国内对车辆碰撞的研究多集中于车撞 桥墩和车撞护栏方面[3 7 ] , 很少涉及超高车辆对立 图 1 桥梁横断面尺寸 (mm ) 交桥梁的碰撞。因进行超高车辆与立交桥梁碰撞
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