不同防護方式下鋼筋混凝土墩柱的抗爆性能試驗研究.pdf

1、近年來，恐怖襲擊或意外爆炸事故頻發(fā)，會引起整個交通系統(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引起橋梁整體連續(xù)倒塌，因此，開展爆炸荷載作用下不同防護墩柱的試驗研究具有重要的理論意義和實用價值。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)計了國內(nèi)外爆炸荷載經(jīng)驗計算公式，并對沖擊波進行了數(shù)值模擬的研究。
　　(2)進行了8根大比例尺的鋼筋混凝土墩柱采

2、用鋼板和CFRP防護后的爆炸現(xiàn)場試驗研究，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)等對墩柱防護后的抗爆性能影響，分別進行了非接觸爆炸和接觸爆炸試驗。
　　(3)考慮非接觸爆炸和接觸爆炸作用，進行了不同防護下鋼筋混凝土墩柱爆炸荷載作用下動力響應(yīng)的數(shù)值模擬，探討了墩柱爆炸防護概念設(shè)計。
　　主要研究結(jié)論如下:
　　(1)近地爆炸時，沖擊波在地面產(chǎn)生反射，沖擊波在墩柱表面會產(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，可以簡化為梯形分布。
　　(2)非接觸爆炸荷載下，擬合得到的超壓計算公式與經(jīng)驗公式基本相符，可供墩柱爆炸防護設(shè)計參考;防護后墩柱的剛度大于未防護墩柱的剛度;防護后墩柱受到的內(nèi)力小于未防護的墩柱;小藥量爆炸時，墩柱首先產(chǎn)生彎曲變形，大藥量爆炸時，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;鋼管防護與CFRP防護能有效地提高鋼筋混凝土墩柱的抗爆性能，且鋼管對墩柱的防護效果更佳。
　　(4)建立的爆炸非線性有限元模型能夠有效地預測不同防護方式下鋼筋混凝土墩柱非接觸爆炸和接觸爆炸下的動力性能，數(shù)值模擬與試驗結(jié)果基本吻合，可用于防護墩柱的抗爆分析。
　　(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概念設(shè)計建議;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