橋梁復合材料防車撞結構的設計與耐撞性研究.pdf

1、我國的橋梁防車撞設計主要參考國外相關規(guī)范，但最近幾年AASHTO提高了橋梁抗撞力要求，而目前國內規(guī)范還沒有進行修訂。因此，在修改現有橋梁抗撞規(guī)范前，有必要采用一種安全可靠的橋梁防車撞設施來降低汽車對橋墩的撞擊力，解決目前橋梁抗撞力小于汽車撞擊力的問題。
　　纖維增強復合材料具有密度低、比強度高和耐腐蝕等優(yōu)良的特點，在汽車和航空防撞結構等領域具有廣泛的應用。因此，本文選取了以纖維增強復合材料為主的蜂窩型結構作為橋梁防車撞裝置，并進行

2、耐撞性研究。
　　首先，在考慮實際生產工藝的基礎上，應用數值模擬對不同鋪層方式的復合材料層合板的耐撞性進行了比較研究，獲得了具有相對較好的耐撞性的基本鋪層方式和鋪層厚度等設計參數。根據實際橋墩尺寸初步確定鋼覆加筋復合材料防車撞結構材料和基本型式，并進行了非線性數值仿真分析，研究表明所設計的結構具有良好的耐撞性。
　　然后，以鋼覆加筋復合材料防車撞結構為研究對象，設計了臺車-結構碰撞試驗方案，進行了低速碰撞試驗，并將撞擊力、比

3、吸能和撞深等耐撞性指標與仿真計算結果進行對比，并進行了誤差分析。結果表明：在試驗條件和生產工藝等的影響下試驗和仿真結果存在一定的誤差，但仿真方法在設計過程中具有較大的參考價值。
　　最后，根據上述研究成果對原結構進行了改進設計。采用局部靈敏度分析方法分析對輕質夾層復合材料防車撞結構的設計變量進行了靈敏度分析，采用均勻試驗設計、響應面代理模型和遺傳算法對結構進行了優(yōu)化和分析。研究結果表明：最終優(yōu)化的設計變量值能夠在保證結構足夠的耐撞