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摘要
桥墩受车辆撞击，可能发生强烈的动力响应，甚至产生破坏，对桥梁结构及行车安全造成很大威胁。为了更精确地分析桥墩受车辆撞击的动力响应，为桥梁防撞设计提供理论依据，比较分析是否考虑桩土作用所得计算结果的差异，从而探究考虑桩土作用对计算结果的影响。以郑州四环线某桥为背景，通过LS-DYNA软件基于有限域土体法、等效嵌固法、等效弹簧法建立桩土作用模型并建立墩底固结模型，分析桥墩受车辆撞击的动力响应及损伤特征。在分析中，选用福特F800(8 t)轻型货车作为碰撞车辆，设置3种车辆行驶速度为初始碰撞速度，并假设车辆沿横桥向正面撞击桥墩。计算结果显示：应用墩底固结模型和桩土模型计算桥墩受车辆撞击的动力响应，由前者得到的撞击力和横桥向墩顶位移偏小，而撞击力持时偏大；采用3倍、5倍和8倍桩径法所得横桥向墩顶位移依次增大，但撞击力峰值依次减小；由3倍桩径法、弹簧法和有限域法所得横桥向墩顶位移差异不大，由后两者与8倍桩径法所得撞击力峰值的差异较小。研究结果表明：考虑桩土作用与否对分析结果有明显影响，撞击力峰值主要是在车辆发动机与桥墩碰撞时产生；桩基边界约束条件对计算的撞击力峰值影响显著，在等效嵌固法中增大桥墩刚度会使墩顶位移减小，而墩底固结模型使墩顶位移最小；采用各桩土模型，其损伤机理与损伤部位相似，即桥墩受撞击部位主要发生冲剪破坏；桥梁各构件的连接处也往往会出现较大应力，是易损部位。
- 出版日期2022
- 单位土木工程学院; 郑州大学
