城市桥梁被车辆撞击后检测评估体系研究

论文摘要

近年来,城市道路立交桥等跨线结构物的大量修建成为缓解城市地面交通压力的主要途径。但是由于各种原因,比如车辆超载超高、路政管理体系不健全、驾驶人员错误驾驶等因素,造成车辆撞击桥梁事故屡有发生。经分析表明车-桥撞击事故有两种类型:一种是超高车辆撞击桥梁主梁等上部结构;另一种是车辆撞击桥墩等下部结构,两类事故都可能给桥梁造成致命破坏。由于这两类碰撞对桥梁的局部损坏很大,修复很困难,费用也很高,尤其对交通造成了严重的影响。如何分析车辆对跨线桥的撞击影响,如何对跨线桥的损伤检测进行评估,对桥梁的安全和加固维修具有现实的指导意义。由于重车撞实桥的难度相当大,而且代价相当高（基本是车毁桥伤）,所以通过计算机模拟技术进行超高车辆与跨线桥的碰撞仿真分析,就具有非常明显的优势。本文正是基于频发的两类碰撞事故,在少量模型试验研究的基础上,采用通用非线性有限元软件ABAQUS进行车-桥撞击的仿真分析。所建模型采用标准重载车辆对预应力混凝土空心板梁桥进行撞击。并对不同工况下的车辆分别撞击桥梁的上、下部结构进行了数值模拟分析。具体内容为:①研究在不同车速撞击下,对桥梁整体的影响以及主梁和桥墩的应力、位移损伤情况;②研究在不同角度撞击下,对桥梁整体的影响以及主梁和桥墩的应力、位移损伤情况;③研究在不同质量撞击下,对桥梁整体的影响以及主梁和桥墩的应力、位移损伤情况;最后,在常用的损伤检测方法下,根据所研究的撞击和损伤机理,探讨撞击后如何有效地评估其损伤程度并建立相应的评估体系。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 车桥碰撞事故调研分析
• 1.2 车桥碰撞的国内外研究现状
• 1.3 问题的提出
• 1.4 本课题研究的目的及意义
• 1.5 本课题主要研究内容
• 第二章 车桥碰撞损伤理论及有限元模型
• 2.1 损伤理论
• 2.2 有限元模型
• 2.2.1 跨线桥模型
• 2.2.2 车辆模型
• 2.2.3 材料的应力-应变关系
• 第三章 不同速度车辆撞击下对跨线桥的影响分析
• 3.1 碰撞点位于主梁时的情况
• 3.1.1 撞击对跨线桥整体的影响分析
• 3.1.2 撞击对跨线桥上部结构的影响分析
• 3.2 碰撞点位于桥墩时的情况
• 3.2.1 撞击对跨线桥整体的影响分析
• 3.2.2 撞击对跨线桥下部结构的影响分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 不同角度车辆撞击下对跨线桥的影响分析
• 4.1 碰撞点位于主梁时的情况
• 4.1.1 撞击对跨线桥整体的影响分析
• 4.1.2 撞击对跨线桥上部结构的影响分析
• 4.2 碰撞点位于桥墩时的情况
• 4.2.1 撞击对跨线桥整体的影响分析
• 4.2.2 撞击对跨线桥下部结构的影响分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 不同质量车辆撞击下对跨线桥的影响分析
• 5.1 碰撞点位于主梁时的情况
• 5.1.1 撞击对跨线桥整体的影响分析
• 5.1.2 撞击对跨线桥上部结构的影响分析
• 5.2 碰撞点位于桥墩时的情况
• 5.2.1 撞击对跨线桥整体的影响分析
• 5.2.2 撞击对跨线桥下部结构的影响分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 城市桥梁被车辆撞击后的损伤检测与评估体系研究
• 6.1 损伤检测方法
• 6.2 损伤评估体系建立
• 第七章 结论与展望
• 7.1 取得的主要研究成果
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果