收藏本站
《重庆交通大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

泡沫铝防护装置在桥墩防撞上的应用研究

徐东丰  
【摘要】: 本文首先介绍桥墩防撞装置的分类与型式、船舶撞击刚性桥墩的撞击力公式以及船舶碰撞桥墩的研究方法等,指出了目前防撞装置存在的不足,即装置结构尺寸偏大,且只保护桥而不保护车或船的问题。从实际工程应用出发,为了解决这一问题,提出了一种新型的泡沫铝桥墩防护装置。 根据泡沫铝的压缩力学性能与能量吸收性能研究,发现泡沫铝的压缩应力-应变曲线存在很长的平台屈服区,且在压缩荷载作用下,泡沫铝在较低的应力水平既能产生很大的塑性变形,因此它是一种优良的缓冲吸能材料。为了解本文使用的泡沫铝的力学性能,进行了泡沫铝准静态压缩试验,并获得了一系列可靠的泡沫铝物理力学性能参数。 其后,利用已有的研究成果,建立了简化的汽车与带有泡沫铝防护装置的桥墩相碰撞的数学模型和求解碰撞系统动态响应的外部动力学理论。根据冲击试验的原理,设计了模拟车-桥(船-桥)碰撞的试验系统,并对带有泡沫铝防护装置的桥墩进行摆锤冲击试验。通过大量的冲击试验,以应力与加速度为评价指标,对比分析了泡沫铝的不同厚度、不同结构型式、有无防撞装置等对桥墩作用的影响规律。试验结果表明:对于泡沫铝的普通结构,同一厚度,不同荷载作用下,桥墩的应力与加速度量值前后相差很大,且随着荷载增加两者均增大;不同厚度,同种荷载作用下,两者前后差异很小。对于桥墩防撞装置有、无的情形,同种荷载作用下,有防撞装置的桥墩相比裸墩,其应力与加速度显著减小,降幅均达到50%以上。而对于不同类型的泡沫铝结构,在保护桥墩方面,由于加工因素的影响,相比于普通结构型式,异型结构的优越性不是很明显。 在试验基础上,利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA对车-桥(船-桥)碰撞进行了模拟计算,计算与试验结果吻合较好。通过计算得出了泡沫铝吸能曲线、铁球的撞击动能曲线、铁球速度曲线与撞击力曲线等。有限元计算表明:同种荷载作用下,泡沫铝厚度不同,撞击力基本相同;泡沫铝同一厚度,不同荷载作用下,但随着荷载的增加,撞击力曲线先是略微降低,后又增加的趋势。相比于裸墩,泡沫铝防护装置能降低2倍以上的撞击力。 试验和计算表明:相对于承受相同荷载的裸墩,泡沫铝桥墩防护装置均能显著降低荷载对桥墩的作用,并且可以同时保护车-桥(船-桥)。因此,泡沫铝桥墩防护装置是一种优良的桥墩防护系统。
【学位授予单位】:重庆交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB383.4

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 刘明慧;颜全胜;;汽车撞击桥墩作用力的比较分析[J];中外公路;2010年06期
2 张建强;刘伟庆;方海;王曙光;;设置新型复合材料防撞装置的车—桥碰撞数值模拟[J];中外公路;2011年06期
3 陈林;肖岩;;桥墩防车辆撞击研究综述[J];公路交通科技;2012年08期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 彭勃阳;李文会;李晓龙;卢文良;;车辆撞击桥梁分析方法的探讨[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘明慧;车辆与公路桥墩动力碰撞的初步研究[D];华南理工大学;2011年
2 刘春盟;泡沫铝吸能特性及其在汽车保险杠中的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 郑永星;车辆撞击作用下桥梁动力响应及受力性能研究[D];北京交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 卢子兴,郭宇;金属泡沫材料力学行为的研究概述[J];北京航空航天大学学报;2003年11期
2 ;爆炸与冲击1981~1982年(共6期)题目索引[J];爆炸与冲击;1982年04期
3 凤仪,朱震刚,潘艺,胡时胜;泡沫铝的动态力学性能研究[J];稀有金属材料与工程;2005年04期
4 郑明军,何德坪;新型高强度胞状铝合金的压缩及能量吸收性能[J];材料研究学报;2002年05期
5 王德庆,石子源;泡沫金属的生产、性能与应用[J];大连铁道学院学报;2001年02期
6 戴彤宇;桥梁船撞力实用计算方法[J];黑龙江交通科技;2003年01期
7 金伟良,龚顺风,宋剑,谢彬,孙章权,刘健;大型船舶碰撞引起的海洋导管架平台结构损伤分析[J];海洋工程;2003年02期
8 凤仪,朱震刚,潘艺,胡时胜;应变速率对闭孔泡沫铝力学性能和能量吸收性能的影响[J];材料热处理学报;2004年02期
9 梁文娟;;船舶碰撞的三维分析[J];交通部上海船舶运输科学研究所学报;1986年01期
10 张海文;;船舶碰撞后运动趋势的模拟计算[J];交通部上海船舶运输科学研究所学报;1992年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 辜文杰;李刚;谢云;;结构抗冲击设计的泰勒理论修正及计算机模拟[J];四川建筑科学研究;2008年02期
2 刘兆丰;史方华;赵人达;杨永清;王晓阳;;斜拉桥桥塔模型试验相似理论分析及试验设计[J];四川建筑科学研究;2009年04期
3 曾莉;雷霖;邹志全;;钢筋混凝土连续梁桥牛腿开裂及加固模型试验研究[J];四川建筑科学研究;2009年06期
4 蔡键;汪克来;;桥梁受船舶碰撞的思考[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年01期
5 俞祁治,朱元林,何平,张健明;冲量及含水量对冻结黄土冲击韧度的影响[J];冰川冻土;1995年S1期
6 郭锋,林勤,孙学义;稀土对碳锰纯净钢纵向冲击性能的影响[J];兵器材料科学与工程;2004年04期
7 支建庄,郑坚,赵庆岚,姚战军;锡-银系无铅焊料动态强度研究[J];兵器材料科学与工程;2005年04期
8 张巍;李国斌;强士中;;预应力混凝土板构件的冲击力学行为分析[J];兵器材料科学与工程;2006年03期
9 王展光;徐玉红;何德坪;;球形孔泡沫纯铝准静态压缩性能[J];兵器材料科学与工程;2008年04期
10 崔亚;张治民;倪杨;;热处理对50SiMnVB钢的动态性能与组织的影响[J];兵器材料科学与工程;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 潘一山;吕祥锋;李忠华;;煤矿冲击地压巷道吸能支护研究[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
2 刘俊杰;万正权;蒋彩霞;祁恩荣;;深水环境下双层圆柱壳结构受撞数值仿真[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
3 薛纭;;非圆截面压扭弹性细杆的稳定性[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
4 王跃轩;岑专专;郭爱民;聂振金;黄玉平;;电动舵机虚拟冲击试验[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
5 秦福德;童明波;何德坪;;新型高孔隙率泡沫铝在航天回收中的减振吸能性能分析[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(上册)[C];2009年
6 张健;赵桂平;卢天健;;闭孔泡沫铝应变率效应的实验研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
7 邹广平;唱忠良;明如海;夏培秀;王群;;泡沫铝夹心板的动态冲击性能研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
8 刘习军;张素侠;贾启芬;;在动力学教学中应注意的一种特殊情况[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
9 陈振兴;陈龙伟;;基于流体动力学的杆与半无限靶板斜侵彻的数值模拟[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年
10 邹广平;曲嘉;唐立强;;入射杆端部对SHPB装置测试三点弯曲试件动态断裂韧性的影响[A];第三届全国爆炸力学实验技术交流会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄西成;内爆与外爆加载下壳体的力学状态及破坏模式分析[D];中国工程物理研究院;2010年
2 曲嘉;钢纤维混凝土劈拉强度的实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 潘放;通航桥梁船撞风险分析与规避措施研究与应用[D];华南理工大学;2010年
4 竺铝涛;纤维力学性质应变率效应和针织复合材料弹道冲击破坏机理[D];东华大学;2010年
5 谢燕;飞船返回舱着陆冲击缓冲座椅系统改进设计研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 毕胜;变结构飞行器的多刚体建模和姿态控制[D];中国科学技术大学;2010年
7 兰晓娟;一种新型水下球形机器人的若干关键技术研究[D];北京邮电大学;2011年
8 王俊;折线先张法预应力混凝土梁徐变性能研究[D];郑州大学;2011年
9 唐先习;混凝土桥梁合理耐用结构构造的研究[D];长安大学;2010年
10 罗涛;大曲率连续钢箱梁桥结构性能研究[D];长安大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋建军;二维超声无磨料抛光工艺参数优选试验研究[D];河南理工大学;2010年
2 丁晓;泡沫铝复合结构声学性能分析与实验研究[D];山东科技大学;2010年
3 宋波;转向器摆锤冲击试验机[D];长春理工大学;2010年
4 王丽丽;基于Wi-Fi的无线数据采集系统研究[D];郑州大学;2010年
5 张辉宁;基于锚喷混凝土圬工拱桥加固加宽改造研究与应用[D];郑州大学;2010年
6 林一;潜器耐压结构碰撞响应与强度评估方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 胡金萍;蜂窝夹芯板动态力学行为研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 张旭;半潜式平台耐撞吸能结构研究[D];大连理工大学;2010年
9 张日红;考虑晃荡影响的船舶结构碰撞性能研究[D];大连理工大学;2010年
10 何洋;纵轴式掘进机虚拟样机建模及动力学分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹菊珍,周淑荣,李恩征;材料的本构关系在数值计算中的作用[J];兵工学报;1998年01期
2 刘建成,顾永宁;船-桥碰撞力学问题研究现状及非线性有限元仿真[J];船舶工程;2002年05期
3 左孝青,孙加林;泡沫金属制备技术研究进展[J];材料科学与工程学报;2004年03期
4 巫祖烈;徐东丰;;桥墩防撞装置评述[J];重庆交通学院学报;2006年06期
5 林皋,朱彤,林蓓;结构动力模型试验的相似技巧[J];大连理工大学学报;2000年01期
6 王熙,卢国兴,余同希;复合材料管状结构的能量吸收性能[J];工程力学;2003年03期
7 刘建成,顾永宁;基于整船整桥模型的船桥碰撞数值仿真[J];工程力学;2003年05期
8 王君杰;陈诚;;桥墩在船舶撞击作用下的损伤仿真研究[J];工程力学;2007年07期
9 陆新征;张炎圣;何水涛;卢啸;;超高车辆撞击桥梁上部结构研究:损坏机理与撞击荷载[J];工程力学;2009年S2期
10 张炎圣;陆新征;叶列平;何水涛;;超高车辆-桥梁上部结构碰撞荷载精细有限元模拟与简化计算[J];工程力学;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张炎圣;何水涛;陆新征;卢啸;;不同车型超高车辆撞击桥梁上部结构荷载计算[A];第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 魏鹏;泡沫铝材料的制备与有限元模拟[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 颜捷;汽车梁结构碰撞吸能试验分析与有限元仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 赖跃;重型车辆与半刚性护栏碰撞的有限元分析[D];同济大学;2006年
3 康颖安;开孔与闭孔泡沫铝力学性能的实验研究[D];湘潭大学;2006年
4 侯秀丽;桥梁工程重大坍塌事故调查与分析[D];中南大学;2006年
5 张峰;跨海大桥桥墩防撞技术[D];同济大学;2007年
6 马祥禄;跨线桥在超高车辆撞击下的动态响应分析[D];北京工业大学;2009年
7 王志宽;汽车保险杠结构动态特性模拟分析[D];浙江工业大学;2009年
8 元德壬;双层公路钢桁梁桥车桥碰撞风险分析[D];长安大学;2009年
9 刘三星;泡沫金属冲击动力学性能研究[D];太原科技大学;2009年
10 周华;汽车保险杠耐碰性试验研究[D];吉林大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 王平;方海;张强;;桥梁复合材料防撞方案研究[J];世界桥梁;2012年03期
2 陈林;肖岩;;桥墩防车辆撞击研究综述[J];公路交通科技;2012年08期
3 李瑾;;基于ANSYS的电动汽车充电桩撞击分析[J];电源技术;2013年02期
4 宋殿义;周力信;许红亮;;车—桥墩碰撞研究方法综述[J];山西建筑;2011年30期
5 曾祥国;朱文吉;唐光武;齐佳宏;;车辆撞击下桥墩动力响应与撞击力的数值分析[J];四川大学学报(工程科学版);2012年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 彭勃阳;李文会;李晓龙;卢文良;;车辆撞击桥梁分析方法的探讨[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李晓龙;车船对桥墩撞击的研究[D];北京交通大学;2011年
2 郑永星;车辆撞击作用下桥梁动力响应及受力性能研究[D];北京交通大学;2012年
3 杨运高;Al/TiN/TiSiN多层复合板力学性能的FEM研究[D];内蒙古科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王自力,顾永宁;船舶碰撞动力学过程的数值仿真研究[J];爆炸与冲击;2001年01期
2 卢芳云,W.Chen,D.J.Frew;软材料的SHPB实验设计[J];爆炸与冲击;2002年01期
3 曾斐,潘艺,胡时胜;泡沫铝缓冲吸能评估及其特性[J];爆炸与冲击;2002年04期
4 宋博,宋力,胡时胜;SHPB 实验数据处理的解耦方法[J];爆炸与冲击;1998年02期
5 王自力,顾永宁;撞击参数对双层舷侧结构碰撞响应的影响[J];船舶工程;2000年06期
6 祁恩荣,崔维成;船舶碰撞和搁浅研究综述[J];船舶力学;2001年04期
7 王自力,顾永宁;提高VLCC侧向抗撞能力的一种新式双壳结构[J];船舶力学;2002年01期
8 刘培生,李铁藩,付 超,吕 明;泡沫金属电阻率的计算方法[J];稀有金属材料与工程;1999年04期
9 刘培生,付超,李铁藩;高孔率金属材料的抗拉强度[J];稀有金属材料与工程;2000年02期
10 宋振纶,何德坪;铝熔体泡沫形成过程中粘度对孔结构影响[J];材料研究学报;1997年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 耿茂鹏;章道增;周立;吴道光;;气流冲击试验机工况测试与分析[J];铸造设备研究;1986年03期
2 徐水生,陈英俊,胡道丰,凌建文,赖保华;JBN-300B冲击试验机的改造[J];物理测试;2005年01期
3 丁富连;摆锤式冲击试验机用高低温控制及送样装置[J];理化检验.物理分册;2003年08期
4 李佐有,刘容顺;天堑如何变通途──6.28南京长江大桥桥墩再次被撞引发的思考[J];城乡建设;1995年10期
5 康庆华,胡汉月,张丕国,邓都;旧公路桥的爆破拆除[J];探矿工程(岩土钻掘工程);1998年04期
6 毛益松,马海鹏,李源,王升;26m高混凝土桥墩定向控制爆破拆除[J];采矿技术;2005年03期
7 牛丽坤;任双宏;;大体积粉煤灰混凝土水化热及温度应力的有限元分析[J];粉煤灰;2008年04期
8 马志青;常静;祁慧玲;;摆锤式冲击试验机的ASTM鉴定方法[J];理化检验(物理分册);2008年09期
9 方神光;余顺超;黄胜伟;;混合有限分析法在桥墩综合壅水叠加模拟中的应用[J];长沙理工大学学报(自然科学版);2010年02期
10 王力军,曾建民,顾红,吴一渝;高韧性铝合金LD2的冲击试验的动态分析[J];兵器材料科学与工程;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王康;;关于抗撞桥墩设计与计算问题[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第11届年会论文集[C];1994年
2 白宝鸿;张玉娥;;变截面桥墩振动的有限差分解法[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ卷)[C];1998年
3 林旗波;;桥墩技术状态综合评判工程实例[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册)[C];2002年
4 陈兴冲;;桥墩地震内力的简化公式[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2000年
5 罗韧;许慧荣;李鸿晶;陆鸣;;汶川地震中百花大桥倒塌模拟分析[A];第八届全国地震工程学术会议论文集(Ⅰ)[C];2010年
6 巨建民;张敏;;桥墩与河水流固耦合振动分析[A];中国交通土建工程学术论文集(2006)[C];2006年
7 罗林阁;曹映泓;陈国虞;;湛江海湾大桥主桥墩船舶撞击力分析[A];广东省公路学会桥梁工程专业委员会学术交流论文集[C];2004年
8 罗林阁;段乃民;陈国虞;;湛江海湾大桥主桥墩船舶撞击角度分析[A];广东省公路学会桥梁工程专业委员会学术交流论文集[C];2004年
9 陈兴冲;朱晞;;弹塑性Winkler地基模型及其应用[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第一卷)[C];1997年
10 左利钦;陆永军;季荣耀;;桥墩概化的二维数值水槽初步研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 实习记者 胡弦;用汗水浇筑“三十七跨”[N];贵阳日报;2010年
2 记者 李强;淮安大桥年底前通车[N];福州日报;2011年
3 本报记者 沙默 报道组 丁素素;百年桥墩月饼的新发展[N];温州日报;2010年
4 伍振 龙艳;中铁十八局完成国内首座薄壁式桥墩拱桥工程[N];中国建材报;2007年
5 柯文辉;读陈秀卿《砚边拾得》[N];中国艺术报;2007年
6 记者 顾晓晖;600名南通“铁军”参战[N];南通日报;2006年
7 通讯员 李良苏;重庆鱼洞大桥突破长江天险[N];人民铁道;2006年
8 通讯员 谭小兵 孔维锋 陶克勇;赤大白地方铁路ZH03标段成功浇筑首个桥墩[N];人民铁道;2006年
9 刘慎宏刘锵 安家友 梅珂 邓丽萍 见习记者 胡静;站在高高的桥墩上[N];恩施日报;2008年
10 张国盛;奎阁渠江大桥建设快速推进[N];广安日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨万理;深水桥梁动水压力分析方法研究[D];西南交通大学;2012年
2 袁正国;内河冰凌力学性能及其对桥墩撞击力作用的研究[D];东北林业大学;2010年
3 管公顺;航天器空间碎片防护结构超高速撞击特性研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 王戈;与液氧相容性聚合物及其复合材料研究[D];国防科学技术大学;2005年
5 常林越;水平荷载作用下桥墩及桩基的静力与动力响应分析[D];浙江大学;2010年
6 陈刚;半穿甲战斗部弹体穿甲效应数值模拟与实验研究[D];中国工程物理研究院;2006年
7 刘振宇;深水桥梁的地震响应研究[D];西南交通大学;2008年
8 云忠;血液机械损伤机理及高速螺旋血泵结构优化研究[D];中南大学;2007年
9 庄元;桥梁通航论证关键技术研究[D];武汉理工大学;2008年
10 丁莉;空间碎片双层板防护结构撞击极限研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐东丰;泡沫铝防护装置在桥墩防撞上的应用研究[D];重庆交通大学;2006年
2 孟庆峰;桥墩局部冲刷深度预测方法研究[D];长沙理工大学;2008年
3 欧阳飞;桥墩周围紊流区宽度及桥梁通航孔净宽研究[D];长沙理工大学;2005年
4 刘明慧;车辆与公路桥墩动力碰撞的初步研究[D];华南理工大学;2011年
5 张新润;有限水深中圆柱型桥墩绕流的模型实验研究[D];大连理工大学;2012年
6 岳凯;汽车车轮冲击试验机研制[D];长春理工大学;2012年
7 殷平;动轴力作用下桥墩抗震性能及计算模型研究[D];浙江大学;2013年
8 顾恒山;客机中央翼舱段坠撞性能研究[D];上海交通大学;2011年
9 张国明;考虑流固耦合的地震作用下水与桥墩相互作用研究[D];北京科技大学;2009年
10 单思镝;河冰对桥墩撞击作用的数值模拟分析[D];东北林业大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026