极端灾害条件下混凝土桥梁的结构响应分析文献综述
2020-05-02 17:58:22
目的意义:
近年来,全球极端灾害尤其是严寒、洪水、泥石流、地震频发,给人们的生命财产安全带来了极大的隐患。而我国陆地西高东低的地势条件造就了变化多样的地形地貌,在急剧下降的地段,水流汹涌、峡谷纵横。西部地区更是地壳运动频繁,高原冻土、冰川、湿陷性黄土等各种不良地质现象广布。在地震、山洪等极端灾害作用下,极易引发滑坡、泥石流等二次灾害,进而对桥梁安全产生巨大的威胁;且当前我国周边国家国际形式不容乐观,应当对恐怖袭击等爆炸荷载作用采取相关预防措施,尤其是在911恐怖袭击之后,全球人民对恐怖主义袭击发出了极大的反对呼声,因此,我们对于桥梁抗震抗爆的研究,已经上升到了国家安全的层面之上;
反观桥梁本身,如今已建桥梁的病害问题越来越严重,部分桥梁甚至出现垮塌事故,截至2006年底,我国的危桥已占总数的11.83%,成为了交通网络中的瓶颈。而桥梁自身在交通网络中发挥极其关键的枢纽作用,最容易受到地震、飓风、冲刷以及船撞等灾害的威胁,一旦遭到损坏,不但桥梁自身会承受损失,整个交通网络以及人们的生命财产安全都会面临巨大风险。因此,充分分析到极端灾害条件下混凝土桥梁的响应,是保证交通顺畅、人身安全的必要条件,对于实现人民幸福的中国梦有重要意义。
另一方面,毕业设计是本科阶段最重要的教学环节,它要求学生按照毕业设计任务书的要求,运用科学地的思维方法,对四年所学以及积累的专业理论、基本技能和实践经验进行理性地归纳、演绎、分析、综合,对具体的课题提出合理的解决方案,在此过程中,提高学生独立的解决实际工程问题的能力和培养认真负责的工作态度。
国内研究现状分析:
冯剑平[1]等人采用有限元软件ANSYS/LS-DYAN对钢筋混凝土桥梁爆破拆除的解体、破碎及坍塌过程进行数值模拟,为实际工程提供一定的理论依据和技术支持;
杨超[2]等人采用反应谱法(SRSS法)来分析桥梁结构在爆破地震波作用下的动力响应,并同天然地震效应加以比较,由此进行安全评估;
张宇[3],李国强等人系统总结了桥梁结构抗爆安全评估的研究进展,分析桥墩、桥面、桥索和桥塔爆炸载荷作用下桥梁的理论简化方法和结构的动力响应,和桥梁的连续性、冗余性和鲁棒性对结构连续性倒塌的影响,通过对建筑和桥梁抗连续倒塌的研究现状及相关规范的归纳,明确了桥梁连续倒塌的特性及现行桥梁设计方法的缺陷。而后,就承载能力评估、耐久性评估和适用性评估等桥梁安全评估问题的研究进展进行了梳理,并对桥梁爆破拆除技术和近地下爆炸对桥梁产生的响应和破坏作用进行分析,并针对当前研究的现状,分别提出建议。
胡志坚[4]等人采用数字仿真方法,开展不同比例距离、桥面爆炸、桥下爆炸等近场爆炸条件下混凝土梁的压力场分布研究,并通过具体的实桥分析验证研究成果的有效性。研究结果表明:在装药量或装药距离相同条件下,比例距离变小,超压峰值将显著增大,装药的缩尺会存在明显的畸变效应;桥梁下方爆炸的梁肋间冲击波多次反射作用和密闭空间约束效应明显,且越接近翼板部位,冲击波的封闭效应越显著;车载炸药在桥面上方爆炸时车体钢板对冲击波传播的阻挡效应非常明显,进而可能使桥面板出现剪切破坏、弯剪破坏、弯曲破坏或直剪破坏等破坏区域。