车—桥墩水平碰撞模型试验与数值研究

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1、硕士学位论文车-桥墩水平碰撞模型试验与数值研究作者姓名钟伟学科专业桥梁与隧道工程指导教师颜全胜教授罗旗帜教授所在学院土木与交通学院论文提交日期2015年4月TheModelExperimentandNumericalResearchofVehicle-BridgePierunderHorizontalImpactADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhongWeiSupervisor：Prof.YanQuanshengProf.LuoQizhiSou

2、thChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：U448.21校代号：10561学号：201220106378华南理工大学硕士学位论文车-桥墩水平碰撞模型试验与数值研究作者姓名：钟伟指导教师姓名、职称：颜全胜教授罗旗帜教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：桥梁与隧道工程研究方向：桥梁结构理论论文提交日期：年P月>日论文答辩日期：年b月士曰学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月曰答辩委员会成员：华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的

3、指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文屮以明确方式标明。木人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：测S年0月％日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公

4、布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在_年解密后适用本授权书。切Z不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“v作者签名日期：指导教师签名：日期：摘要随着我国城市交通快速地发展，跨线桥梁受到碰撞概率日益增加，在实际工程中确定碰撞力大

5、小对桥梁结构设计意义重大。本文以车-桥墩水平碰撞试验为基础，利用有限元数值模拟，对桥墩动力响应进行研究，利用拟合方法提出碰撞力简化公式。（1）概述了车桥碰撞的研究现状，总结了目前国内外研究车桥碰撞的研究理论，归纳了各国碰撞力的计算方法，针对车-桥碰撞研究成果的不足提出了有待进一步研究的问题。（2）根据相似原理制作了缩尺桥墩模型，进行了桥墩水平碰撞试验，得到碰撞力、位移、混凝土应变和钢筋应变时程曲线，通过分析试验结果得出了碰撞过程一些规律，为后续有限元研究和碰撞力拟合提供参考。（3）基于ANSYS/LS-DYNA有限元

6、软件，建立了车-桥墩水平碰撞试验的有限元模型，通过数值计算得到了碰撞力、位移、混凝土应变和钢筋应变时程曲线，将数值模拟与试验结果对比，结果吻合较好，检验了有限元模型中的相关参数的合理性，验证了有限元模型计算的准确性。（4）基于模型试验和建立的有限元模型，对原型桥墩进行仿真计算，得到了不同碰撞工况下的碰撞力时程曲线，采用MATLAB数值分析软件分析碰撞力峰值与汽车碰撞刚度、碰撞速度和碰撞质量之间的关系，并进行碰撞力峰值曲线拟合，最后得出简化计算公式，并与试验结果和欧洲规范理论公式对比，表明计算公式具有一定的使用价值。关

7、键词：车-桥墩碰撞；碰撞力；数值模拟；简化公式IABSTRACTWiththefastdevelopmentofourcountry’stransportation,theprobabilityofcrossing-piersubjectedtoimpactloadisalsogrowing,it’smeaningfultodeterminethecollisionforceinpracticalengineeringstructuredesign.Basedonthemodetestofpierimpactedby

8、carandthefiniteelementnumericalcalculationtechnology,thedynamicresponsecharacteristicsofpierareanalyzed.Byfittingmethodasimplifiedcalculationformulaofcollisionforceofpierisp