《船車撞擊作用下橋樑破壞機理與性能控制》是依託同濟大學，由王君傑擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：船車撞擊作用下橋樑破壞機理與性能控制
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：王君傑
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
開展船車撞擊下橋樑破壞機理和抗衝擊性能控制方法的研究：（1）通過材料衝擊試驗、構件衝擊試驗和數值模擬分析，研究鋼筋混凝土構件的衝擊破壞機理，修正中低應變速率範圍內的混凝土衝擊本構模型和參數，並建立廣義力-變形關係和構件層面的衝擊破壞描述指標和參數；（2）研究等代船車模型；建立簡化時間荷載函式模型、簡化撞擊力-撞深關係模型，及其參數確定方法；研究船車-橋-防撞裝置-土壤-水耦合系統動力學建模和數值分析方法，開發分析軟體；（3）通過構件和模型橋樑的衝擊試驗和數值模擬分析，研究該耦合系統在船車撞擊作用下的破壞、倒塌過程及其主要影響因素；（4）建立橋樑、防撞裝置及其耦合系統撞擊破壞性能等級的定量劃分方法、確定關鍵參數；從橋樑體系、構型與尺度、防撞裝置等方面，研究橋樑在船車撞擊作用下結構體系性能控制方法；（5）提出橋樑抗船車撞擊性能控制與設計的技術條文，並套用於2-3座橋樑的抗撞擊設計。
結題摘要
近年來由於船車等碰撞衝擊導致的橋樑破壞事件頻繁發生，造成了大量的人員傷亡和重大的財產損失，因而橋樑在衝擊作用下的破壞機理及其安全防護已成為全球研究的熱點問題。在本項目的資助下，針對船車衝擊作用下橋樑的安全問題，開展了以下研究內容：（1）開展了混凝土材料動態性能試驗，基於試驗結果標定了混凝土動力本構模型參數，改造和完善了水平衝擊試驗系統，並利用該平台開展了構件水平衝擊試驗，建立了構件層面的廣義力-廣義變形關係模型；（2）開展了橋墩結構體系水平衝擊試驗，探究了橋墩結構體系的衝擊破壞機理，進行了等效車輛模型撞擊大比尺橋墩試驗；（3）建立了不同噸位、類型的船車等代精細化有限元模型，通過開展數值仿真，獲得了船車撞擊力過程樣本，建立了簡化的船車荷載模型，建立了橋樑在船車衝擊作用下破壞過程的數值模擬方法，包括質點碰撞法、強迫振動法、衝擊譜方法等，探討了船舶-防撞結構-橋樑系統考慮浮力影響的簡化建模方法，設計和研發了面向對象MIPS有限元程式；（4）對橋樑構件衝擊破壞過程的數值模型的關鍵參數進行了標定，並基於試驗構件，對數值模型的可靠性進行了驗證，以國道325原九江大橋與某城市橋樑為例，基於數值模擬研究了橋樑在船車撞擊作用下的倒塌機理，探討了影響橋樑結構破壞機理的主要因素；（5）基於試驗與數值仿真，建立了船車衝擊作用下的橋樑性能指標模型，給出了橋樑性能等級的定量劃分，提出了基於性能的橋樑抗撞設計理論；（6）在此基礎上，以某長江大橋為例，基於建立的基於性能的橋樑抗撞設計方法開展了工程實例套用。
