高速铁路桥墩汽车撞击力的数值模拟与特性分析

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1、桥梁建设2013年第43卷第6期(总第223期)BridgeConstruction，Vo1．43，No．6，2013(TotallyNo．223)57文章编号：1003—4722(2013)06-0057—07-__J同‘j速铁路桥墩汽车撞击力的数值模拟与特性分析崔垄鹏，夏超逸，刘炎海，夏禾，吴萱(1．北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044；2．兰州交通大学土木工程学院，甘肃兰州730070)摘要：为研究汽车撞击高速铁路桥墩瞬态撞击力特性，并分析规范设计值的合理性，采用ANSYSLS—DYNA软件建立卡车撞击高速铁路桥墩模型，模拟车辆以60，80，100，120km／

2、h四种速度撞击桥墩的全过程，获得撞击面撞击力时程及峰值，对其动力特性进行分析并和既有研究成果进行比较，计算撞击力的等效静力值并与规范设计值对比分析。结果表明：卡车撞击力呈现为短脉冲荷载形式，持续时间多在0．2s以内；车速越高，撞击作用时间越短，瞬时冲击作用越大，撞击力峰值可达数十MN；撞击力对应的等效静力比我国高速铁路规范和美国AASHTO规范中的撞击力设计值大很多，说明现行规范撞击力设计值偏小，应给予足够重视。关键词：高速铁路；铁路桥；桥墩；汽车撞击；撞击力；设计值；规范；数值模拟中图分类号：U448．13；TU311．3文献标志码：ANumericalSimulationa

3、ndCharacteristicAnalysisofVehicleCollisionForcesinHigh_-SpeedRailwayBridgePierCUlKun—peng，XIAChao-yi，LIUYan—hai，XIAHe，WUXuan(1．SchoolofCivilEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China；2．SchoolofCivilEngineering，LanzhouJiaotongUniversity，Lanzhou730070，China)Abstract：Tostudythech

4、aracteristicsoftheinstantaneouscollisionforcesofvehiclecollidingwiththehigh—speedrailwaybridgepierandtoanalyzetherationalityoftherelateddesignedval-uesinthecurrentcodes，thesoftwareANSYSLSDYNAwasusedtosetupamodelforthetruckscollidingwiththepierandtosimulatethewholeprocessofthetruckscollidingw

5、iththepierat4kindsoftherunningspeedsof60，80，100and120km／h．Thetime—historycurvesandpeakvaluesofthetruckcollisionforcesinthecollidedsurfacesofthepierwereobtained．thedy—namiccharacteristicsofthecollisionforceswereanalyzedandwerecomparedtothepreviousre—searchfindings．Theequivalentstaticforcevalu

6、esofthecollisionforceswerecalculatedandwereanalyticallycomparedtothedesignedvaluesinthecodes．TheresultsdemonstratethatthetruckcollisionforcestaketheformofshortpulseloadandmostlythedurationtimeoftheloadiswithinO．2s．Thehigherthetruckrunningspeedisandtheshorterthetruckcollisionactionis．thegreat

7、ertheinstantaneouscollisionactionwillbeandthepeakvaluesofthecollisionforcescane—yenreachtensofMN．TheequivalentstaticforcescorrespondingtothecollisionforcesarefargreaterthanthedesignedvaluesofthecollisionforcesasprovidedintheChinesehigh—-speedrail——