基于LS-DYNA的车-桥墩碰撞及可靠度研究

桥墩受到车辆碰撞后会产生不同程度的损伤,因此研究车-桥墩碰撞后的受力特性和可靠度具有很好的现实意义。首先以某连续梁桥为背景,建立了车-桥墩碰撞有限元模型,其中撞击车辆为常用卡车,材料为钢材,采用弹塑性本构关系。桥墩为双柱式墩,通过典型工况研究了桥墩遭受车辆撞击后墩柱体的剪应力、主应力等的发展规律和时间历程。然后采用一系列车-桥墩碰撞作用,拟合出车撞力计算公式,通过与其他文献及多国规范比较,表明了拟合公式的正确性。再将拟合公式代入模型,考虑某些参数为随机变量,分析了车辆与桥墩碰撞后的结构体系可靠度。结构体系由3个双柱式桥墩组成,其中任何一个双柱式墩破坏意味着整个结构破坏。双柱桥墩中两个墩柱视为串联体系,即一个墩柱失效则双柱墩失效。最后研究了各随机变量对单墩抗剪性能可靠性指标的敏感性。研究结果表明:桥墩在横桥向或顺桥向车撞力作用下均更容易发生剪切破坏,而桥墩墩底易发生弯曲破坏,墩底关键截面内力满足正态分布;混凝土强度对墩柱抗剪承载力可靠性指标的影响最大,在桥梁施工以及管理过程中需要重点关注结构混凝土强度变化。

用LS-DYNA仿真车-桥墩碰撞时角度对桥梁的影响

车撞护栏规范公式表明碰撞角度与撞击力成二次函数关系,运用LS-DYNA对车-桥墩碰撞进行仿真模拟,探讨该规范公式用于车-桥墩碰撞的可行性。结果表明碰撞角度与撞击力成三次函数关系,同时也证实角度与桥梁的位移成一次线性关系,角度越大,横向位移越小,纵向位移越大。

城市跨线桥梁的车-桥墩碰撞模拟分析

近年来,随着经济社会的发展、城市化的推进,城市跨线桥梁的数量与日俱增,车辆撞击桥墩不再只是一个小概率事件。文中建立卡车撞击桥墩的精细有限元分析模型,采用通用显示动力分析程序LS-DYNA计算分析桥墩在不同质量卡车以不同速度撞击时的应力与位移;同时利用有限元软件ANSYS模拟分析桥墩在《铁路桥涵设计基本规范》和《公路桥涵设计通用规范》给出的汽车等效静力作用下的应力与位移,并与模型分析结果进行比较,结果显示,规范中与之相关的内容并不保守,在现实碰撞中可能导致严重破环。

车辆对桥墩撞击力仿真分析及简化计算

为研究车辆撞击桥墩过程中的撞击力及其简化计算方法,采用有限元软件建立等效车辆-桥墩碰撞模型,在验证等效车辆模型合理性的基础上,改变撞击速度得到撞击力时程曲线;提出将车辆碰撞桥墩视为匀减速过程的撞击力简化计算方法,并将简化计算方法撞击力结果和其它3种方法结果以及国内外规范取值进行对比。结果表明:撞击过程中车辆撞击力先后出现2个峰值,峰值持续时间较短,不宜作为碰撞过程控制力;将车辆撞击桥墩视为匀减速过程的撞击力简化计算方法具有一定的合理性,可用于缺乏撞击试验数据情况下的撞击力计算;我国规范规定撞击力取值在中型车辆低速撞击桥墩时可安全指导桥墩设计,但速度较高时规范取值明显偏小,建议提高我国规范中撞击力取值。

用LS-DYNA仿真模拟碰撞角度在车—桥墩碰撞时对桥梁结构的影响

车撞护栏规范公式表明碰撞角度与撞击力成二次函数关系,运用LS-DYNA对车—桥墩碰撞进行仿真模拟,探讨该规范公式用于车—桥墩碰撞的可行性。结果表明,碰撞角度与撞击力成三次函数关系,同时也证实角度与桥梁的位移成一次线性关系,角度越大,横向位移越小,纵向位移越大。