重力式桥墩在泥石流冲击作用下的响应分析.pdf

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1、桥梁建设２０１７年第４７卷第４期（总第２４５期）１８BridgeConstruction，Vol．４７，No．４，２０１７（TotallyNo．２４５）文章编号：１００３－４７２２（２０１７）０４－００１８－０６重力式桥墩在泥石流冲击作用下的响应分析姚昌荣，王友彪，刘赛智（西南交通大学桥梁工程系，四川成都６１００３１）摘要：为研究重力式桥墩在泥石流冲击作用下的安全性，以某既有铁路重力式桥墩结构作为研究对象，采用ANSYS＋CFX建立了泥石流冲击桥墩的流固耦合分析模型，分析桥墩在不同参数的泥石流冲击作用

2、下的响应情况，同时采用LS‐DYNA软件分析泥石流中大块石对桥墩的冲击力，进而对桥墩的安全性进行评估。结果表明：随着速度、容重和黏度的增加，泥石流冲击力也随之增加；泥石流中大块石对桥墩的冲击力较大，分析中不可忽略；桥墩在泥石流冲击、大块石冲击以及横向风荷载作用下，桥墩的横向偏心距、抗倾覆稳定性、抗滑稳定性、基底应力均难以满足规范要求。因此，应加强对可能遭遇泥石流灾害的重力式桥墩的监测和分析，采取有效措施以确保泥石流冲击作用下结构安全可靠。关键词：铁路桥；重力式桥墩；泥石流；冲击力；流固耦合；流速；容重

3、；安全性中图分类号：U４４５．７５；P６４２．２３文献标志码：AAnalysisofResponsesofGravityBridgePierUnderImpactofDebrisFlowYAOChangrong，WANGYoubiao，LIUS‐aizhi‐（DepartmentofBridgeEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu６１００３１，China）Abstract：Tostudythesafetyofthegravitybridgepi

4、erundertheimpactofdebrisflow，thegravitypierstructureofanexistingrailwaybridgewastakenastheresearchobject，theANSYS＋CFXwasusedtoestablishthefluid‐solidinteractionanalysismodelforthepierimpactedbythedebrisflowandtheresponsesofthepierundertheimpactofthedebr

5、isflowofdifferentparameterswereanalyzed．Meanwhile，theLS‐DYNAwasusedtoanalyzetheimpactforcesofthebigstonesinthedebrisflowagainstthepierandthesafetyofthepierwashenceassessed．Theresultsdem‐onstratethatwiththeincreaseoftheflowvelocity，volumeweightandviscosi

6、tyofthedebrisflow，theimpactforcesofthedebrisflowaccordinglyincrease．Theimpactofthebigstonesinthedebrisflowagainstthepierisgreatandcannotbeignoredintheanalysis．Undertheimpactofthedebrisflow，thebigstonesinthedebrisflowandthelateralwindload，thetransverseec

7、centricity，over‐turningstability，slidingstabilityandthebasestressesofthepierarehardtomeettherelevantre‐quirementsinthecodes．Insuchcase，themonitoringandanalysisofthepierthatmaysufferthedebrisflowdisastershouldbereinforcedandtheeffectivemeasuresshouldbeta

8、kentoensurethestructuralsafetyandreliabilityofthepierimpactedbythedebrisflow．Keywords：railwaybridge；gravitybridgepier；debrisflow；impactforce；fluid‐solidinterac‐tion；flowvelocity；volumeweight；safety收稿日期：２０１７－０３－０６基金项目：国家自然科学基金项目（５