SCCC柱式桥墩抗冲击性能研究

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1、SCCC柱式桥墩抗冲击性能研究TheStudyofImpactResistanceofSCCCColumnPiers研究生：李锡鑫指导教师：刘永军教授学科专业：桥梁与隧道工程二〇一六年十二月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文SCCC柱式桥墩抗冲击性能研究作者姓名：李锡鑫入学年份：2014年9月指导教师：刘永军教授学科专业：桥梁与隧道工程申请学位：工程硕士所在单位：交通工程学院论文提交日期：16年12月论文答辩日期：17年3月学位授予日期：17年3月答辩委员会主席：答辩委员会组成：论文评阅人：声明本

2、人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：2016年12月学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可以将学位论文的全部

3、或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年□一年□一年半□两年□作者签名：导师签名：日期：年月日期：年月硕士研究生学位论文摘要I摘要随着我国经济的高速增长，桥梁结构越来越多。桥梁结构在寿命周期内，受到撞击、爆炸、火灾、地震等单种灾害以及灾害链的概率在逐步增加。桥墩作为桥梁结构的重要组成部分，其损坏常造成全桥的破坏，对交通和经济造成严重影响。圆截面钢-混凝土-CFRP-混凝土组合柱式桥墩（简称为SCC

4、C柱式桥墩）是一种新型桥墩，相关研究表明，这种桥墩具有良好的静力性能、抗震性能、抗火性能以及抗爆性能，本文重点对SCCC柱式桥墩抗冲击性能进行研究，主要研究内容包括以下两个方面：（1）利用软件ANSYS/LS-DYNA对车架撞击钢管混凝土柱式桥墩进行数值模拟，分析了不同车况下撞击钢管混凝土柱式桥墩产生的墩身位移和墩身应变，并和已有实验进行对比。验证了本文建立的车架模型、桥墩模型以及采用的计算方法是可行的。（2）采用验证过的模拟方法建立车架撞击SCCC柱式桥墩有限元模型，分析了车架在不同速度撞击时，SCCC柱式桥墩的破坏过

5、程。以及由撞击产生的最大撞击力和墩顶位移，并对比了造价相近的钢管混凝土柱式桥墩和SCCC柱式桥墩的测点位移。然后研究了SCCC柱式桥墩中CFRP层数、圆截面钢管厚度等参数对其抗冲击性能的影响。研究结果表明：造价相近的SCCC柱式桥墩的抗冲击性能要优于钢管混凝土柱式桥墩；SCCC柱式桥墩中钢管厚度以及CFRP层数的增加，可以有效提高SCCC柱式桥墩的刚度，减小侧向位移，当钢管厚度和CFRP层数增加到一定数值后，SCCC柱式桥墩刚度提高幅度较为缓慢；本文得出较为合理的钢管厚度为0.006m，CFRP层数为3层；将SCCC柱式

6、桥墩中CFRP的碳纤维方向分成两种情况研究时，碳纤维方向为环向时的SCCC柱式桥墩抗冲击性能要优于沿着轴向时的抗冲击性能。关键词：SCCC柱式桥墩；CFRP；抗冲击性能；数值模拟；加固II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractWiththerapiddevelopmentofeconomyinourcountry,therearemoreandmorebridgestructures.However,thepossibilitiesthatinitslifecyclebridges

7、sufferedfromtheimpact,explosion,fireandtheearthquakeshasincreasedyearbyyear.Bridgepierasanimportantpartofbridgestructureswhichhasfailedwillleadtothestructurefailureandwhichimpactsonthetransportationandeconomy.Circular–Steel–Concrete–CFRP–ConcreteSolidCompositeCol

8、umnpier(abbreviationisSCCCcolumnpier)isanewtypeofpiers,Accordingtotherelevantresearchshowsthat,thispierhasadvantagesofgoodperformanceforfireresistance,staticpe