钢筋混凝土桥墩受交通工具碰撞的刚塑性动力学特性.docx

钢筋混凝土桥墩受交通工具碰撞的刚塑性动力学特性摘要:桥墩有时会受到交通工具的撞击,桥墩在被撞击后一般不会破坏,但很少有研究指出撞击会对桥墩承载力造成影响,而且大部分相关的研究把问题集中在船舶类碰撞上面,他们的研究方法主要是经典力学学说、数值分析和实验。由于撞击过程的复杂性,只有少部分研究使用了经典力学学说和汽车类碰撞模型。在本文中,动力学特性的研究建立在刚塑性和碰撞后桥墩的小变形条件的假设下。根据 Parkes 横梁模型,可以推导出刚塑性学说的解决方法。最终的变形结果是根据实际的试验结果得出的。(1)使变量无刚量为了使动态响应分析的结果简单,变量是第一无量纲: L是桥墩的高度, W表示桥墩一点的形变, t是时间, G是冲击物体的质量, V是冲击速度, γ是质量比, T 0是梁本身决定的时间, ,M P是RC (钢筋混凝土)截面的极限弯矩,从墩截面非线性全过程分析得出结论; ρ是单位长度的质量。(2)响应分析是指帕克斯梁模型在刚塑性条件下的分析,冲击桥墩有两个分析阶段:塑形铰链移动从桥墩顶部到底部,桥墩绕底部刚性转动。通过刚塑性分析,最终桥墩的变形沿长度如下公式: X是计算形变的位置,当 x=0 时,顶部的最终形变为 RC 截面非线性分析随着任何部分的非线性分析,RC截面的极限弯矩可被获得,在参考资料中,应变平面的横截面如下图: 截面的内力由混凝土和钢筋组成, 现将截面力显示如下: σ C和A C是混凝土部分的压力和截面面积;σ i和A i钢筋的压力和截面面积。i是指第 i根钢筋。 n是截面内的钢筋总数。 y i,z i是第 i根钢筋的坐标。(3)的矩阵表达式为: 在( 4)中, =[1 z-y] T,(3) 的增量表达式是(3) dN,dM y ,dM z 分别是 N,M y ,M z 的增量, dσ c ,dσ i 分别是σ c,σ i 的增量。 RC 截面的极限弯矩 Mp 可以通过使用高斯积分对 RC 截面非线性分析得出汽车碰撞模型的分析(1)配筋率的影响桥墩的高度是 4 米,正方形的长度是 1 米。混领土强度是 C40 ,钢筋是 HRB33 5 型,桥墩变形的分析来自于配筋率,汽车的速度和质量。配筋率是 1%-% ,假设顶部碰撞, 用中等模型金杯汽车来模拟,速度为 60km\h, 质量为 2800kg ,结论如下表: 下图是配筋率对于变形的影响, 由试验结果分析,当配筋率从 增加到 5 时,钢筋混凝土的极限弯矩从 *m 增加到 *m ,顶部的变形由 减小到 , 当其他因素不变, 配筋率增加时, 钢筋混凝土的极限弯矩也会减小,这表明桥墩的抗弯能力增加,抗冲击的能