滚石与桥墩碰撞的数值仿真分析

利用有限元方法对滚石与桥墩的撞击进行了初步研究,重点分析了滚石与桥墩发生正碰的情况.运用大型结构分析程序,研究了碰撞过程中桥墩的动力响应,得到了撞击力随滚石质量和速度的变化关系.     

基于混凝土损伤塑性本构模型的桥墩仿真分析

由于花瓶墩的体型巨大且几何构型不规则,采用一般的杆系单元方法只能近似分析其力学性能。利用ABAQUS的三维实体单元,分析该墩在组合工况作用下的三维应力分布情况,建立钢筋混凝土损伤塑性本构,计算桥墩混凝土开裂区的钢筋应力,分析混凝土裂缝的分布情况。与杆系单元相比,考虑混凝土损伤塑性本构关系的实体有限元仿真,更能直观精确地显示出非规则性结构的受力及细部裂缝的空间分布情况。     

船舶撞击桥墩防撞钢套箱有限元数值模拟分析

采用ANSYS/LS-DYNA10.0模拟某斜拉桥在带防撞钢套箱情况下的船舶撞击.防撞装置采用较为普遍的钢套箱,船舶使用3000DWT的油轮.结果表明钢套箱能有效抵抗船舶撞击力,起到保护桥梁的作用;应加强横桥向防撞能力的设计.     

重型车辆撞击下桥墩碰撞力简化模型

为了探究钢筋混凝土桥墩在重型车辆撞击下的安全性能, 建立了重型车辆-桥墩碰撞精细有限元模型, 研究了撞击速度、桥墩直径、上部结构边界条件和货物高度对桥墩破坏模式和内力分布的影响; 分析了不同工况下的车辆碰撞力特征, 并基于车辆初始动能耗散特点提出了碰撞力简化模型。分析结果表明: 重型车辆碰撞过程可以分为保险杠、发动机和货物撞击桥墩3个阶段, 碰撞力在前2个阶段主要集中在0.9 m高度处, 而在第3个阶段主要分布在2.7 m高度处; 在重型车辆撞击下, 不仅桥墩端部会出现严重损伤, 碰撞部位附近也可能发生严重的局部冲剪破坏; 由于忽略了碰撞荷载的动力效应和车辆与桥墩的耦合作用, 采用《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60—2015) 中建议的等效静力设计方法难以获得桥墩的实际撞击响应; 撞击速度对桥墩内力和碰撞力的影响最显著, 货物高度的不同会改变碰撞力的空间分布, 但不会影响桥墩的最大内力响应; 重型车辆的初始动能存在6.5 MJ的阈值, 当初始动能小于该阈值时, 车辆发动机和保险杠的碰撞作用对桥墩动力响应起主导作用, 反之, 后部货物的碰撞作用控制碰撞力峰值; 碰撞力简化模型和精细车辆模型预测所得桥墩最大内力响应的相对误差在8%以内, 且计算耗时从6~7 h缩短到4 min。     

船舶撞击作用下桥墩结构的能量转化分析

以某大桥主桥桥墩为工程背景,模拟分析桥墩在遭遇船舶撞击作用下,经过船舶撞击、管桩连接系、钢吊箱围堰、塔吊传递、承台及桩基的消能转化后桥墩结构的响应(应力、位移),模拟结构的模态参数(频率和振型),结合实测结果,对桥墩结构消能状态进行评估,为桥墩防撞事故分析提供参考。     

基于混凝土塑性损伤模型的桥墩在快速水流作用下的损伤分析

为探究快速水流作用对桥梁水下结构的影响,基于混凝土塑性损伤模型,建立了某桥墩在水流压力作用下的有限元分析模型,系统分析了不同水流速度、水深条件下不同强度桥墩结构变形及损伤的发生、发展过程及特征。结果显示,快速水流作用下,桥墩根部迎水面的受拉区更容易发生损伤;考虑结构非线性后,桥墩的水位高度临界值在8m左右,水流速度的临界值在6m/s左右;超过临界值后桥墩的塑性损伤及墩顶位移发展急剧加快,在一定条件下会超过规范限值。计算结果还表明,对同一个桥墩而言,损伤发生时的预警流速仅为按照规范规定的墩顶位移限值确定的预警流速的0.6倍左右,故目前传统设计的桥梁存在一定的损伤隐患;而提高混凝土强度并不能显著提高预警流速,将混凝土强度从C25提高到C40,预警流速仅增加了10%。     

桥墩防护装置在船舶撞击载荷作用下的动态响应分析

采用通用非线性动态响应分析软件ANSYS／LS-DYNA对广东官洲河大桥防护装置进行船。防护装置碰撞仿真模拟，得到该防护装置在碰撞载荷作用下的损伤变形过程和吸能情况，为该类防护装置提供了设计依据．     

地震作用下钢管混凝土桥墩安全性判断

以某特大桥中的一联三跨为依托,采用纤维单元建立钢管混凝土桥墩的桥梁有限元模型,输入M AXICO地震波,采用非线性时程分析法,计算钢管混凝土桥墩顺桥向地震响应,根据响应结果对钢管混凝土桥墩的安全性进行判断。结果表明：在地震作用下,钢管混凝土桥墩的内力、位移和变形均符合安全要求。     

接触面对驳船撞击桥墩动力响应的影响

碰撞接触面形式对驳船撞击桥墩的动力响应存在影响。利用有限元分析方法,研究了驳船与桥墩分别以平面接触和弧面接触碰撞时的撞击力及撞深规律,讨论了碰撞响应差异的力学机理,分析了不同接触形式下桥墩结构的碰撞动力响应;根据驳船撞击作用下桥墩的最大动力响应等效原则,提出了可供桥墩设计所用的等效撞击力。结果表明:驳船撞击桥墩时呈现明显的瞬时弹性碰撞和后期非弹性碰撞2个阶段,碰撞接触面尺寸和形状对驳船撞击桥墩的弹性和非弹性碰撞响应均存在显著影响,最大撞击力不一定能直接作为桥墩的设计依据,而等效撞击力可以作为桥墩的设计参考值。     

预应力混凝土门架式桥墩设计

介绍了一种新型预应力混凝土门架式桥墩的设计,分别运用桥梁博士、MIDAS/Civil等有限元软件对桥墩进行了平面分析和空间分析,计算结果满足现行规范要求,可以为以后的工程设计提供参考。     

复合材料桥墩整体力学性能仿真分析

参照八三式铁路轻型军用桥墩的力学性能指标,采用玻纤复合材料设计了铁路抢修桥墩2m长立柱单元,利用ANSYS对9.5m高的2×4、3×3和3×4几种典型等截面拼组形式的复合材料桥墩进行了整体稳定性分析,并对3×4等截面墩身进行了模态分析,得出如下结论：复合材料桥墩单柱失稳对桥墩整体失稳不起控制作用,在实际使用拼组时,需要...     

车辆撞击下UHPC连接预制拼装桥墩动力响应及耐撞性能优化

以UHPC连接预制拼装高架桥墩为研究对象,基于LS DYNA软件对车辆撞击桥墩进行非线性有限元分析.通过UHPC试块轴压试验与落锤试验得到CSCM本构模型;并分析了不同撞击速度下预制拼装桥墩与整体现浇桥墩撞击力、变形发展规律及内力响应的异同;最后通过改变接缝钢筋直径,接缝处摩擦系数及下接缝处UHPC高度等关键参数进一步对预制拼装桥墩耐撞性能进行优化.结果 表明:撞击后预制拼装桥墩的振动周期明显比整体现浇桥墩要短;拼装柱裂缝发展由墩底杯口上端向撞击背面延伸,整体柱则是从墩底延伸;两个桥墩的墩底易出现剪切破坏,被撞击处易发生弯曲破坏,其中拼装柱墩顶可能还会发生弯曲破坏,整浇柱墩顶易出现剪切破坏,拼装柱和整体柱抗撞性能差异不大;此外提高UHPC高度,相较于接缝钢筋直径和接缝处摩擦系数,对拼装柱耐撞性能提升最为明显,桥墩损伤破坏和动力响应也明显下降,可有效提升该桥墩的耐撞性能.     

混凝土桥墩裂缝分析及预防

近年来,随着公路交通量的增加,公路、桥梁负荷上升,其承载力日趋饱和,考虑不少公路、桥梁采用混凝土结构,且大多为建国后所建,桥龄基本在40年左右,这些旧有桥梁很多都已出现老化、破损、裂缝等现象。     

汽车撞击城市立交桥墩后对桥墩结构的影响

如何评估汽车撞击对桥梁产生的安全影响是一个非常重要的问题。对汽车撞击城市立交桥墩后造成的桥墩受冲击动荷栽进行力学分析，得到汽车的冲击力、桥墩的顶位移和破坏的临界力，对城市桥梁下部构造设计、桥梁维修、加固、桥梁荷栽分析等．具有一定的参考价值。     

汽车撞击城市立交桥墩后对桥墩结构的影响

如何评估汽车撞击对桥梁产生的安全影响是一个非常重要的问题。本文对汽车撞击城市立交桥墩后造成的桥墩受冲击动荷载进行了力学分析，得到了汽车的冲击力、桥墩的顶位移、破坏的临界力。研究结果对城市桥梁下部构造设计、桥梁维修、加固、桥梁荷载分析中具有一定的参考价值。     

基于微观损伤的混凝土力学性能数值模拟研究

通过对微平面模型、二维格构模型、随机粒子模型比较,得出细观结构模型的研究结果令人满意.     

空心桥墩内壁的钻孔损伤分析

为适应桥梁检修的需要,对钻孔后空心桥墩的力学性能进行了综合研究。计算表明：在桥墩内壁钻孔,不会导致钻孔周围裂纹的不稳定扩展;模成参数的损伤分析结果说明,所提出的施工方案不会造成桥墩损伤。     

基于SEA的混凝土桥墩力学性能研究

超弹性合金(super-elastic alloys, SEA)因其独特的超弹性性质,在土木工程结构中有着广泛的应用前景。为研究内置SEA杆的混凝土桥墩在循环荷载作用下的力学性能,利用有限元分析软件ABAQUS建立桥墩的有限元模型。通过ABAQUS内置的超弹性模型和混凝土损伤塑性模型分别定义SEA杆和混凝土的材料本构,在建模过程中引入了普通钢筋的滞回模型,对桥墩的滞回曲线、结构刚度、屈服应力、耗能能力等力学参数进行数值分析。数值分析结果表明：有限元分析可以准确地模拟高性能材料在地震作用下的受力状态,该成果可应用于高性能材料的地震分析以及相应结构的设计和改进。     

混凝土装配式桥墩截面方案优化研究

利用有限元软件计算,将桥墩内半径逐渐减小,得到不同内半径桥墩的使用性能,将这些数据与限值进行对比,得出最合理的桥墩截面。在公路-Ⅰ级荷载作用下,高度为5m的圆形桥墩,其最佳截面为桥墩的外半径75cm、内半径42cm。通过截面优化,减小了桥墩的自重,节约了材料,同时也有助于加快施工进度。