【摘 要】
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随着交通需求的不断增大,我们对于桥墩防撞抗撞提出了更高的要求。高延性水泥基复合材料（Engineered Cementitious Composites,简称ECC）是具有应变硬化特性、高延性和多裂缝开裂等特性的纤维增强水泥基复合材料,将其应用在桥墩中可以大大提高桥墩的延性、耐久性和耗能能力。但目前,国内外尚缺乏对ECC组合桥墩抗冲击性能的研究。本文受国家自然科学基金项目（No.51808074）
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随着交通需求的不断增大,我们对于桥墩防撞抗撞提出了更高的要求。高延性水泥基复合材料（Engineered Cementitious Composites,简称ECC）是具有应变硬化特性、高延性和多裂缝开裂等特性的纤维增强水泥基复合材料,将其应用在桥墩中可以大大提高桥墩的延性、耐久性和耗能能力。但目前,国内外尚缺乏对ECC组合桥墩抗冲击性能的研究。本文受国家自然科学基金项目（No.51808074）资助,对ECC进行抗拉和抗压性能试验研究,并对车撞预制ECC管混凝土桥墩展开数值分析研究,旨在为该新型桥墩的研究与设计提供依据。本文主要研究工作如下:（1）进行ECC抗拉和抗压性能试验研究。设计制备了6组不同配比的ECC材料,分别对其进行了三种拉伸速率下（0.5mm/min、50mm/min、500mm/min）的单轴拉伸试验,分析了不同橡胶粉代替率、不同粉煤灰水泥质量比、不同粉煤灰种类以及不同拉伸速率对ECC材料抗拉性能的影响。对六种不同配比的ECC材料进行单轴抗压试验,分析了不同橡胶粉代替率、不同粉煤灰水泥质量比、不同粉煤灰种类对ECC材料抗压性能的影响。（2）对ANSYS、LS-DYNA和LS-Pre Post有限元软件建模流程进行介绍,并根据RC梁落锤撞击试验建立有限元模型,将获得的撞击力时程曲线、跨中挠度时程曲线以及有效塑性应变云图与试验结果进行了对比,验证了模型的合理性;根据ECC试件落锤撞击试验,采用PLASTICITY＿COMPRESSION＿TENSION本构模型,模拟了ECC材料,并将试验与模拟的撞击力时程曲线进行了对比分析,验证了ECC本构模型的合理性。（3）以重庆市某连续梁桥为工程背景,建立了F800中型卡车撞击双柱式桥墩的有限元模型,进行了车撞预制ECC管混凝土桥墩的数值分析。基于数值分析结果,对比了车撞RC桥墩和预制ECC管混凝土桥墩的损伤过程。然后,对车撞预制ECC管混凝土桥墩进行了三种车辆工况和三种结构工况下的参数分析,包括:车速、车重、撞击角度、ECC管厚度、ECC管高度和ECC管材料配比。最后,对三种车辆工况下车撞ECC管混凝土桥墩的撞击力进行了分析,计算得到了峰值撞击力、局部平均等效撞击力以及全局平均等效撞击力,并将其与现有规范中的撞击力进行了对比。
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