【摘 要】
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随着城镇化的建设、社会经济的发展和人口的增加,城市交通所面临的压力也越来越大。为了缓解城市交通拥堵的现状,全国大量兴建了城市立交桥梁。但由于多方面原因,车辆撞击桥墩的事故也时有发生,不仅使桥体结构遭受损坏,还给人民群众的生命财产安全带来严重伤害。近年来随着计算机技术的不断进步,采用有限元模拟也成为车—桥碰撞研究的合理途径。本文采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA和HYPERMESH进行车桥碰撞
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随着城镇化的建设、社会经济的发展和人口的增加,城市交通所面临的压力也越来越大。为了缓解城市交通拥堵的现状,全国大量兴建了城市立交桥梁。但由于多方面原因,车辆撞击桥墩的事故也时有发生,不仅使桥体结构遭受损坏,还给人民群众的生命财产安全带来严重伤害。近年来随着计算机技术的不断进步,采用有限元模拟也成为车—桥碰撞研究的合理途径。本文采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA和HYPERMESH进行车桥碰撞模型的前处理,利用LS-DYNA软件进行求解分析。本文主要的研究内容如下:（1）对有限元软件的计算理论进行综合研究,建立了精细化小车撞击试验墩有限元数值模型,通过分析能量变化曲线,对比试验和数值模拟的碰撞力时程曲线、桥墩位移图和损伤演化情况,证明了本文有限元计算的合理性。（2）以某跨线桥为例,采用验证模型中的建模方法建立桥墩模型,并引入应用较广的F800货车模型,建立货车撞击桥墩整体模型。研究不同影响因素（撞击坡度、车速、车重、角度、偏心距和边界条件）,对桥墩动力响应的影响。研究表明:车辆上坡碰撞时,桥墩主要和保险杠、发动机接触,碰撞力和墩顶位移较大,下坡撞击时,桥墩主要与车头外壳接触、碰撞力和墩顶位移较小;随着车速、车重的增大,碰撞力和墩顶位移也逐渐增大;当撞击角度增加,顺桥向墩顶位移和碰撞力逐渐减小,横桥向墩顶位移和碰撞力逐渐增加;偏心撞击时,车辆与桥墩接触面积较小,碰撞力和墩顶位移随着偏心距的增加而减小,但是当偏心距增加到某一限度时,发动机组压溃车头外壳,与桥墩直接接触,碰撞力和墩顶位移开始增加,偏心0.5米撞击时对桥墩的威胁更大;墩顶边界变化对碰撞力计算结果影响较小。（3）设计一种橡胶—UHPC复合防撞装置,对比车辆撞击有无防撞装置桥墩下的计算结果,验证该防撞装置的有效性。改变橡胶层厚度,对比车辆撞击过程中防撞装置的吸能比例、碰撞力和墩顶位移的折减情况。
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