鋼箱梁爆炸破壞模式與機理研究

1 緒論1
1.1橋樑抗爆研究意義2
1.2橋樑結構遭受破壞特點4
1.3橋樑結構抗爆研究現狀6
1.3.1理論研究7
1.3.2數值模擬9
1.3.3試驗研究12
1.4鋼箱梁抗爆研究現狀14
1.5本書主要研究內容與技術路線15
1.5.1主要研究內容16
1.5.2技術路線17

2 鋼箱梁縮尺模型近距離試驗研究19
2.1引言20
2.2模型相似設計理論20
2.3鋼箱梁模型試驗方案22
2.3.1試件材料選用22
2.3.2鋼箱梁縮尺模型設計23
2.3.3 物及測試儀器27
2.3.4試驗裝置、位置和測試設備佈置29
2.4鋼箱梁試驗結果及破壞狀態影響因素分析32
2.4.1鋼箱梁破壞狀態結果匯總32
2.4.2鋼箱梁頂板破壞狀態影響因素及分析35
2.4.3應變測試結果分析41
2.4.4加速度測試結果分析43

3 鋪裝層對鋼箱梁抗爆性能影響的試驗研究47
3.1引言48
3.2試驗方案48
3.3應變試驗結果及分析51
3.3.1橫隔板間距250mm51
3.3.2橫隔板間距150mm61
3.4鋼箱梁頂板與鋪裝層破壞情況及分析 67
3.5鋪裝層抗爆性能分析72

4 鋼箱梁近距離表面壓力測試與反射係數研究75
4.1引言76
4.2 衝擊波超壓經驗公式76
4.3試驗方案及工況超壓實測結果79
4.3.1試驗方案79
4.3.2GL系列工況衝擊波試驗結果及分析80
4.3.3PZL系列工況衝擊波試驗結果及分析84
4.4鋼箱梁表面近距離反射係數研究 86

5 鋼箱梁頂板區格在荷載作用下破壞模式分析與研究95
5.1引言96
5.2鋼箱梁頂板區格破壞狀態回應分析96
5.2.1變形模式96
5.2.2運動方程建立100
5.2.3塑性變形回應求解過程103
5.2.4試驗工況解析計算結果107
5.3鋼箱梁頂板區格破壞狀態能量法分析109
5.3.1橋面板產生局部塑性大變形110
5.3.2橋面板發生局部開裂破口113

6 鋼箱梁在近距離荷載作用下的局部破壞數值類比117
6.1引言118
6.1.1材料本構模型選用118
6.1.2求解流程120
6.2衝擊波超壓的有限元數值模擬與試驗對比121
6.2.1藥柱威力比較121
6.2.2衝擊波超壓有限元模擬與試驗對比124
6.3鋼箱梁結構局部破壞數值類比及影響因素分析129
6.3.1破口過程與試驗工況對比分析131
6.3.2箱梁頂板厚對破壞模式與破口尺寸影響研究133
6.3.3加勁肋厚度對破壞模式與破口尺寸影響研究136
6.3.4板厚與加勁肋厚度之比對頂板破壞狀態的影響142

7 結論和展望145
7.1本書研究工作總結146
7.2研究主要創新點148
7.3鋼箱梁抗爆研究展望148

參考文獻150

劉亞玲

中北大學環境工程學院系統與運用工程專業博士，研究方向為結構防災減災與防護。近幾年參與多項山西省及基金委專案，如“後澆自密實混凝土裝配式對接連接疊合構件抗衝擊性能的研究”“基於IFC標準的施工階段BIM應用系統的開發”“CFRP約束鋼管混凝土柱在荷載下的回應特徵分析”“作用下鋼箱梁縮尺模型回應特徵及破壞機理研究”等。已授權專利1項實用新型專利1項，發表論文多篇，其中被EI收錄1篇，北大核心論文2篇。