橋梁復(fù)合材料防車(chē)撞結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與耐撞性研究.pdf

1、我國(guó)的橋梁防車(chē)撞設(shè)計(jì)主要參考國(guó)外相關(guān)規(guī)范，但最近幾年AASHTO提高了橋梁抗撞力要求，而目前國(guó)內(nèi)規(guī)范還沒(méi)有進(jìn)行修訂。因此，在修改現(xiàn)有橋梁抗撞規(guī)范前，有必要采用一種安全可靠的橋梁防車(chē)撞設(shè)施來(lái)降低汽車(chē)對(duì)橋墩的撞擊力，解決目前橋梁抗撞力小于汽車(chē)撞擊力的問(wèn)題。
　　纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有密度低、比強(qiáng)度高和耐腐蝕等優(yōu)良的特點(diǎn)，在汽車(chē)和航空防撞結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。因此，本文選取了以纖維增強(qiáng)復(fù)合材料為主的蜂窩型結(jié)構(gòu)作為橋梁防車(chē)撞裝置，并進(jìn)行

2、耐撞性研究。
　　首先，在考慮實(shí)際生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，應(yīng)用數(shù)值模擬對(duì)不同鋪層方式的復(fù)合材料層合板的耐撞性進(jìn)行了比較研究，獲得了具有相對(duì)較好的耐撞性的基本鋪層方式和鋪層厚度等設(shè)計(jì)參數(shù)。根據(jù)實(shí)際橋墩尺寸初步確定鋼覆加筋復(fù)合材料防車(chē)撞結(jié)構(gòu)材料和基本型式，并進(jìn)行了非線性數(shù)值仿真分析，研究表明所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有良好的耐撞性。
　　然后，以鋼覆加筋復(fù)合材料防車(chē)撞結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了臺(tái)車(chē)-結(jié)構(gòu)碰撞試驗(yàn)方案，進(jìn)行了低速碰撞試驗(yàn)，并將撞擊力、比

3、吸能和撞深等耐撞性指標(biāo)與仿真計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，并進(jìn)行了誤差分析。結(jié)果表明：在試驗(yàn)條件和生產(chǎn)工藝等的影響下試驗(yàn)和仿真結(jié)果存在一定的誤差，但仿真方法在設(shè)計(jì)過(guò)程中具有較大的參考價(jià)值。
　　最后，根據(jù)上述研究成果對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。采用局部靈敏度分析方法分析對(duì)輕質(zhì)夾層復(fù)合材料防車(chē)撞結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)變量進(jìn)行了靈敏度分析，采用均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)、響應(yīng)面代理模型和遺傳算法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化和分析。研究結(jié)果表明：最終優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量值能夠在保證結(jié)構(gòu)足夠的耐撞