论文部分内容阅读
在国家的基础设施中桥梁被视为陆上交通的“生命线”,连续刚构桥以其跨越能力强、施工标准化程度高等优点得到广泛应用。近年来,恐怖袭击及交通事故等引发的爆炸,严重威胁着桥梁运营周期内的安全,因此研究桥梁在遭受爆炸载荷作用后力学特性及安全性评价具有重要意义。本文基于桥梁结构剩余承载能力理论,研究连续刚构桥在爆炸载荷作用下的动力响应、损伤机理及破坏形式,提出基于控制截面面积的损伤指标T,建立快速评价方法,实现对爆炸载荷作用后桥梁安全性的快速评价,并应用于工程实践验证该评价方法的可行性。具体结论如下:1)运用LS-DYNA有限元分析软件,通过分析爆炸载荷分别位于连续刚构桥中跨跨中和1/4跨处时桥梁损坏规律,得到跨中处桥体最大位移和加速度峰值均是1/4跨处的1.35~1.43倍,爆炸载荷作用于跨中时,连续刚构桥的位移峰值较大,破坏效应显著。2)研究比例距离R(m/kg1/3),R=r/3(?)(r为爆源距桥梁的距离,W为爆炸载荷TNT当量)分别为0.26、0.32、0.44时,箱梁顶板应变情况,结果表明:顶板应变峰值随比例距离增大而减小,最大、最小应变峰值分别为1.9 mm和0.2mm,分析比例距离增量与顶板应变增量的比值,发现比例距离对顶板应变的影响是非线性的。3)研究爆炸载荷作用下连续刚构桥的损伤机理及损伤破坏形式。分析连续刚构桥破坏过程的等效应力云图变化,发现桥梁的损伤是由钢筋混凝土微观裂缝引发的,裂缝累积发生层裂;爆炸冲击波的破坏过程是由箱梁顶板扩展到翼缘板和腹板,直至作用于底板。爆炸载荷距离桥梁较近,且当量较少时,易造成局部破坏,桥梁的迎爆面损伤程度远远高于其他位置。4)基于桥梁结构剩余承载力理论,综合考虑桥梁整体结构及局部构件,将爆炸载荷作用后桥梁的损伤程度划分为轻微、中等、严重及完全四个损伤等级,提出了由控制截面面积表示的损伤指标T,建立了快速评价方法,实现了对爆炸载荷作用后桥梁安全等级的快速评价,并通过工程应用验证评价指标的可行性。