不同防護(hù)方式下鋼筋混凝土墩柱的抗爆性能試驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái)，恐怖襲擊或意外爆炸事故頻發(fā)，會(huì)引起整個(gè)交通系統(tǒng)中斷;墩柱是橋梁結(jié)構(gòu)中非常重要的受力構(gòu)件之一，爆炸荷載下橋梁墩柱破壞往往會(huì)引起橋梁整體連續(xù)倒塌，因此，開(kāi)展爆炸荷載作用下不同防護(hù)墩柱的試驗(yàn)研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文主要研究工作如下：
　　(1)總結(jié)了爆炸荷載的主要類型以及爆炸荷載與結(jié)構(gòu)的相互作用，統(tǒng)計(jì)了國(guó)內(nèi)外爆炸荷載經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，并對(duì)沖擊波進(jìn)行了數(shù)值模擬的研究。
　　(2)進(jìn)行了8根大比例尺的鋼筋混凝土墩柱采

2、用鋼板和CFRP防護(hù)后的爆炸現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究，主要考慮了不同比例距離（藥量）、不同鋼管厚度、不同CFRP布層數(shù)等對(duì)墩柱防護(hù)后的抗爆性能影響，分別進(jìn)行了非接觸爆炸和接觸爆炸試驗(yàn)。
　　(3)考慮非接觸爆炸和接觸爆炸作用，進(jìn)行了不同防護(hù)下鋼筋混凝土墩柱爆炸荷載作用下動(dòng)力響應(yīng)的數(shù)值模擬，探討了墩柱爆炸防護(hù)概念設(shè)計(jì)。
　　主要研究結(jié)論如下:
　　(1)近地爆炸時(shí)，沖擊波在地面產(chǎn)生反射，沖擊波在墩柱表面會(huì)產(chǎn)生繞射和反射;沖擊波超壓峰

3、值和沖量隨著比例距離的減小而增大;超壓峰值和沖量在迎爆面最大，背爆面最小;超壓峰值和沖量在墩柱高度上的分布為“勺”型分布，可以簡(jiǎn)化為梯形分布。
　　(2)非接觸爆炸荷載下，擬合得到的超壓計(jì)算公式與經(jīng)驗(yàn)公式基本相符，可供墩柱爆炸防護(hù)設(shè)計(jì)參考;防護(hù)后墩柱的剛度大于未防護(hù)墩柱的剛度;防護(hù)后墩柱受到的內(nèi)力小于未防護(hù)的墩柱;小藥量爆炸時(shí)，墩柱首先產(chǎn)生彎曲變形，大藥量爆炸時(shí)，墩柱柱底剪切破壞，主要受到?jīng)_量的作用。
　　(3)接觸爆炸荷載

4、下，墩柱產(chǎn)生局部沖剪與侵蝕破壞;鋼管防護(hù)與CFRP防護(hù)能有效地提高鋼筋混凝土墩柱的抗爆性能，且鋼管對(duì)墩柱的防護(hù)效果更佳。
　　(4)建立的爆炸非線性有限元模型能夠有效地預(yù)測(cè)不同防護(hù)方式下鋼筋混凝土墩柱非接觸爆炸和接觸爆炸下的動(dòng)力性能，數(shù)值模擬與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合，可用于防護(hù)墩柱的抗爆分析。
　　(5)依據(jù)墩柱的局部破壞和整體破壞，提出了鋼筋混凝土墩柱的抗爆防護(hù)概念設(shè)計(jì)建議;依據(jù)墩柱的彎曲破壞和剪切破壞，提出了鋼筋混凝土墩柱的抗