落岩撞击作用下连续刚构桥车-桥耦合振动研究

为研究落岩撞击桥墩对大跨度连续刚构桥车-桥系统动力学行为的影响,采用精细化有限元模型计算了落岩撞击力,基于车-桥耦合理论,采用非一致桥面不平顺激励,建立了考虑落岩撞击影响的车-桥耦合动力学模型。以3跨连续刚构桥为例,研究了落岩撞击桥墩对车-桥耦合系统的影响,分析了不同行车速度下桥梁横向位移和横向振动加速度,探讨了落岩撞击和车速对行车舒适性的影响。结果表明:落岩撞击桥墩对车-桥耦合振动影响较大,落岩撞击作用下主梁跨中横向位移和加速度显著大于无落岩撞击工况下的结果;随着行车速度的增加,落岩撞击作用下的主梁跨中横向位移和加速度均增大;落岩撞击桥墩显著降低了行车舒适性,随着行车速度的增加,Sperling指标增大,行车舒适性下降。

落岩冲击作用下连续刚构桥力学行为研究

落岩撞击是复杂艰险山区桥梁可能面临的自然灾害。基于LS-DYNA建立了落岩-连续刚构桥撞击有限元模型,建模中采用HJC损伤本构模型,在考虑了混凝土弹塑性和非线性的同时也考虑了材料的失效特性,研究了落岩撞击桥墩作用下连续刚构桥的力学行为和损伤特性,探讨了不同落岩直径和不同撞击速度对连续刚构桥力学行为的影响。结果表明:在落岩撞击桥墩作用下,连续刚构桥的横向位移和横向加速度急剧变大,最大横向位移和加速度出现在主梁1/4跨附近,且落岩撞击位置处最大主应力超过混凝土材料抗压强度,桥墩出现损伤;随着落岩直径和落岩撞击速度的增加,连续刚构桥横向位移、横向加速度和最大主应力均增大,撞击位置处的最大主应力均超过材料抗压强度。说明落岩撞击桥墩对连续刚构桥影响较大,山区桥梁运营中应重视落岩撞击的影响。