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河冰力学性能及其对桥墩撞击力的研究

王金峰  
【摘要】: 桥梁是人类社会生命线工程中的重要建筑。位于高寒地区的桥梁常受到春季流冰的威胁,特别是冰情严重的年份,冰害时有发生。在设计建造位于高寒地区河流上的建筑物时,对流冰的撞击力应给与足够的重视,采取合理的方法尽量减小流冰撞击力对水工建筑物破坏的程度。黑龙江位于我国北疆,地处北纬45°以北,是我国最寒冷的地区,冰害亦为严重,开展黑龙江地区流冰撞击力课题及其防撞措施的研究,准确估算河冰撞击力,对保证结构的安全,降低工程造价,具有重要意义。 本文对黑龙江境内呼玛河冰的抗压强度、抗弯强度进行了试验研究,进一步完善了黑龙江省河冰的力学性能研究资料。研究了温度、应变速率对抗压强度和抗弯强度的影响程度,通过间接计算法对河冰弹性模量的取值进行了探讨。本文通过流冰撞击桥墩现场试验,实际测量了呼玛河流冰撞击力及流冰作用下墩顶模桥向位移;在试验研究的基础上,运用ANSYS软件,对流冰与桥墩撞击力进行了数值模拟,探讨冰对结构物的作用机理。在分析国、内外冰压力计算方法的基础上,结合呼玛河及黑龙江省目前现有的河冰资料,探讨了黑龙江省桥梁设计中冰压力计算方法,并给出相应的建议。


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