横向撞击荷载下钢筋混凝土桥墩动力响应研究.pdf

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1、第40卷，第3期公路工程Vo1．40，No．32015年6月HighwayEngineeringJun．，2015横向撞击荷载下钢筋混凝土桥墩动力响应研究杨洋，张南，张莉杰(南京工业大学土木工程学院，江苏南京210009)[摘要]运用拉格朗日动力方程和结构力学原理，研究了横向撞击作用下桥墩的动力响应，得到了横向撞击作用下桥墩动态弯矩、动态剪力以及动态应变的表达式，并分析了影响桥墩撞击作用下动内力的主要影响因素，计算结果与试验值符合较好。为研究桥墩横向撞击下桥墩的动力响应提供了一定的参考。[关键词】钢筋混凝土桥墩；横向撞击荷载；弹性阶段；动力响应[中图分类号]U448．34[文

2、献标识码]A[文章编号】1674—0610(2015)03—0037—05ResearchonDynamicResponseofReinforcedConcreteBridgePiersunderTransverseImpactLoadYANGYang，ZHANGNan，ZHANGLijie(CollegeofCivilEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing，Jiangsu210009China)[Abstract]Theresearchondynamicresponseofreinforcedconcretepie

3、rsunderTransverseimpactloadareresearchedbytheLagrangeequationandprincipleofstructuralmechanics．Theequationsofdy-namicbendingmoment、dynamicshearanddynamicstrainhavebeengotten．Themaininfluencefactorsofthedynamicshearofbridgepiersundertransverseimpactloadareanalyzed．Thecalculationresultscoinci

4、dewellwiththetestvalue．Theresearchresultsofthispaperprovidesacertainreferenceforthere—searchofdynamicresponseofabridgepierunderTransverseload．[Keywords]reinforcedconcretebridgepiers；transverseimpactload；elasticstage；thedynamicresponse学性能见表1，表2。0引言璺。．·墅l堑I近年来随着我国交通事业高速发展，车船撞击桥墩事故时常发生。桥墩受撞击后会

5、造成局部破坏甚至桥梁结构倒塌的严重后果，因此研究桥墩在横向撞击荷载作用下的动力响应，深入了解钢筋混凝土桥墩在撞击下的动态力学性能以及研究如何提高其抗撞击性能，具有重要理论和工程实际意义，成为目前较为关注的研究问题¨】。本文利用数值方法．。对横向撞击作用下桥墩弹性阶段的动力响应进行了计算分析研究。1试验简介(a)桥墩模型立面图(h)墩柱截面配筋图本试验钢筋混凝土桥墩模型，详细构件尺寸图、图1钢筋混凝土桥墩模型示意图FigurelDiagramsofreinforcedconcretepiermodel配筋图和加载位置如图1所示，钢筋和混凝土的力[收稿日期】2014—03—24【

6、基金项目】国家自然科学基金资助(51278243)[作者简介】杨洋(19一)，男，河北唐山人，硕士研究生，从事桥梁工程设计与研究。38公路工程40卷表1钢筋材性试验△，=一Id"(2—3)Table1Materialpropertiesofreinforcingsteel代入并求解式(2)得：X，=DF(t)(3)式中：，表2混凝土材性试验Table2Materialpropertyofconcrete以结构弹性约束端为坐标系原点简支端方向为轴正方向，建立平面直角坐标系并利用叠加原理进行结构任意截面弯矩的求解：试验时，撞击能量为323．4J时，可得到撞击力M(，t)：XlMl

7、+P(4)时程曲线、撞击点受拉区钢筋时程曲线以及桥墩剪式中：M为荷载在基本结构任意截面产生的弯矩；跨区混凝土斜压杆的应变时程曲线。表3列出各控。为单位力。=1在基本结构同一截面产生的弯制点时程曲线峰值。矩。将(3)代人(4)中整理化简后得：表3撞击试验峰值数据Table3Theimpacttestdata[D(L-x)一(日一)】F(f)+Ne。(，t)=(0≤≤H)D(L—)F(t)+Ne。(≤≤三)(5)2动力响应理论方法研究由材料力学可知结构弹性阶段满足如下挠度曲2．1应变分析法线微分方程：图2为