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期刊信息/Journal information
中国公路学报
中国公路学报

马建

双月刊

1001-7372

glxb@chd.edu.cn

029-82334387

710064

西安市南二环路中段长安大学内

中国公路学报/Journal China Journal of Highway and TransportCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国公路学会主办的公路交通行业最权威的学术性刊物，主要刊载道路工程、桥隧工程、筑路机械工程、汽车与汽车运输经济与工程经济等专业的应用技术及理论性文章，并适当报道有关公路交通的新技术、新材料、新工艺以及国内外重大学术活动、工程建设及科技动态信息等。
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    桥梁结构抗爆安全防护研究综述

    宗周红甘露院素静李明鸿...
    1-37页
    查看更多>>摘要：伴随着事故型爆炸、恐怖袭击和精确制导武器打击等威胁的增强,桥梁结构抗爆安全防护问题越来越受到人们的关注,而目前桥梁结构设计中还没有特别考虑抗爆及其安全防护问题.从爆炸荷载模型、桥面板和主梁抗爆与防护、墩柱及缆索抗爆与防护、桥梁水下抗爆、整桥结构抗爆与防护、桥梁爆炸易损性分析和韧性评估等8个方面较为详细地梳理了国内外研究现状以及取得的主要成果,归纳了各自存在的主要问题,并对未来主要研究方向进行了展望,以期对桥梁结构抗爆安全防护研究提供新的视角和一定的借鉴.

    桥梁工程爆炸力学综述安全防护爆炸荷载水下爆炸易损性和韧性

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    桥梁船撞研究进展综述:事故、分析与防护

    樊伟钟正午王君杰夏烨...
    38-66页
    查看更多>>摘要：近年来,桥梁船撞事故频发,船撞已成为桥梁失效的主要原因之一.为推动桥梁防撞设计方法的发展与桥梁防撞技术的进步,对近20年的桥梁船撞研究展开综述,评述重点涵盖风险评估、响应分析与防护措施3个方面.首先,从实际的桥梁抗撞需求出发,搜集了中国2012～2022年桥梁船撞事故,总结出近年桥梁船撞事故所呈现出的4个新特征,弥补了这一时段中国船撞事故信息的缺失.然后,从研究方法的角度切入,介绍了桥梁船撞风险评估方法与响应计算方法,总结了试验法、接触有限元分析法、等效静力法和等效动力法这4种碰撞响应计算方法的发展动机、特点、应用场景及局限性.防护措施方面,着重梳理了浮式拦截系统与自浮式防撞装置这2种被动防撞措施的发展历程与构造特点,以及主动预警防护措施研究中所涉及的算法实现与更迭.最后,指出了当前桥梁船撞研究在考虑全要素分析、多灾害耦合、规范化设计等方面所面临的诸多挑战,并对桥梁船撞研究未来发展的主要方向做出展望.

    桥梁工程桥梁船撞综述风险评估分析方法防撞措施

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    双柱墩混凝土梁桥爆破拆除倒塌过程与机理研究

    胡志坚张周煜张永涛陈昌萍...
    67-79页
    查看更多>>摘要：为了揭示双柱墩混凝土梁桥爆破拆除倒塌规律及损伤特征,采用理论分析和试验研究的手段,开展实桥爆破拆除研究,分析爆破拆除过程中主梁倒塌运动规律,建立有限元模型对比分析考虑扭转作用与不考虑扭转作用的逐跨倒塌爆破方案,探究主梁倒塌过程与碰撞损伤机理,并进行参数化分析,研究爆破延时对塌落损伤程度的影响.结果表明:本文提出的爆破延时上下限取值方法切实可行,上限可使塌落全过程可控,下限则可避免塌落振动叠加的不利影响;在爆破拆除逐跨倒塌过程中,主梁与地面会发生多次碰撞,且主梁动能向内能的转换主要发生在前两次碰撞过程中;与无扭转效应的爆破拆除方案相比,考虑扭转效应的方案通过优化墩柱拆除顺序控制主梁触地碰撞姿态,利用塌落冲击对主梁的扭转与剪切作用,提升梁体的碰撞损伤程度与拆除效果;在爆破延时取值范围内,主梁底板的塌落损伤程度会随着延时取值变大而提高.

    桥梁工程爆破拆除试验研究混凝土双柱墩爆破延时倒塌过程

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    装药形状对爆炸作用下钢桥面板损伤的影响研究

    甘露宗周红
    80-93页
    查看更多>>摘要：炸药的装药形状会显著地影响炸药能量的释放方向,因此,不同的装药形状会对爆炸作用下的结构造成不同的响应与损伤.为研究装药形状对爆炸荷载作用下钢桥面板(钢板和U肋加劲钢板)的动力响应和损伤的影响,基于LS-DYNA建立了钢板和U肋加劲钢板在爆炸荷载作用下的有限元模型,并基于现场试验的破坏现象、板的残余位移和加速度时程结果进行了有限元模型的验证.使用基于验证的有限元模型,分析了3种形状(球形、立方体和长径比为1的圆柱体)装药在局部爆炸和整体均匀爆炸作用下钢板和U肋加劲钢板的动力响应和塑性损伤.并在圆柱体装药中考虑圆柱体轴向和径向分别正对钢板和U肋加劲钢板所造成的不同响应与损伤.研究结果表明:在局部爆炸和整体爆炸工况下,圆柱体-1(轴向正对板面)与立方体装药对U肋加劲钢板和平钢板造成的塑性损伤具有较高的相似性;在局部爆炸工况下,圆柱体-1和立方体装药对U肋加劲钢板和平钢板造成的变形的局部特征显著大于圆柱体-2(环形正对板面)和球形装药,平钢板和U肋加劲钢板在局部爆炸工况下会出现明显的内圆顶变形;球形装药爆炸下的平钢板和U肋加劲钢板的位移响应和塑性损伤最小,且球形装药爆炸下钢板和U肋加劲钢板的变形较为均匀;4种装药布置形式的炸药爆炸下,钢板和U肋加劲钢板的位移响应和损伤排序为立方体≈圆柱体-1(轴向正对板面)＞圆柱体-2(环向正对板面)＞球形.

    桥梁工程爆炸作用现场试验钢桥面板装药形状位移响应损伤

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    落石撞击下双柱式RC梁桥的倒塌破坏分析

    吴昊肖方胜李瑞文
    94-107页
    查看更多>>摘要：针对山区梁桥面临落石撞击的威胁,利用LS-DYNA软件开展了落石撞击下典型双柱式RC梁桥倒塌破坏的精细化数值仿真分析.首先建立了落石撞击下考虑桩-土相互作用和钢筋-混凝土黏结滑移关系的原型梁桥有限元模型;其次基于双柱式RC桥墩水平撞击试验,验证了选取的材料本构、网格尺寸、接触算法及其参数的可靠性;进一步模拟重现了汶川彻底关断桥事故,并分析了落石撞击下梁桥的倒塌过程;最后讨论了落石质量、撞击速度和高度对梁桥动态响应和损伤破坏的影响.结果表明:梁桥的倒塌破坏过程可依次分为被撞墩柱破坏、相邻墩柱破坏和上部结构坠落,其中被撞墩柱破坏是造成梁桥倒塌的主要因素;忽略桩-土相互作用和钢筋-混凝土黏结滑移关系造成墩柱截面响应预测结果偏小,高估梁桥的抗落石撞击性能;落石质量和撞击速度对被撞墩柱动态响应和梁桥整体损伤程度的影响显著,而撞击高度的影响相对较小.

    桥梁工程落石撞击数值仿真双柱式RC梁桥动态响应

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    货车撞击双柱式RC桥墩的损伤机理与计算方法

    王世超庞兴发张岗傅彦青...
    108-121页
    查看更多>>摘要：为了明确货车撞击双柱式RC桥墩的损伤机理和破坏模式,为桥墩抗撞设计提供计算方法,利用显式动力分析软件LS-DYNA建立货车撞击双柱式RC桥墩的精细化有限元模型,采用框架墩简化质量模型替代整桥模型,引入三脉冲荷载简化模型作为加载机制,并对有限元模型和数值算法的有效性进行验证.对双柱式RC桥墩进行荷载-结构响应分析,考虑货车车型、车重、车速和桥墩尺寸等因素的影响,获取了桥墩在货车撞击下的受损破坏全过程,揭示了从弯曲裂缝产生、弯剪裂缝发展到剪切破坏的详细演进路径.明确了货车撞击双柱式RC桥墩的损伤机理,桥墩动力响应受到应力波传播和惯性作用双重影响,受撞桥墩截面最大剪力和弯矩出现在撞击荷载达到峰值时刻前后.分析了不同工况下桥墩破坏模式和截面内力响应,将双柱式RC桥墩受撞破坏模式分为弯曲破坏、剪切破坏和完全坍塌3种基本类型.提出了货车撞击双柱式RC桥墩动态抗剪承载力计算方法、桥墩截面动态剪力和动态弯矩的计算方法,结果表明:桥墩动态抗剪承载力与混凝土抗拉强度成正比,并与桥墩截面直径平方成正比.受撞桥墩截面内力计算值与有限元仿真值整体拟合度达到95％以上,所提方法可用于双柱式RC桥墩的抗撞击设计计算.

    桥梁工程双柱式RC桥墩数值仿真损伤机理计算方法

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    新型再生发泡混凝土墙式护栏防车撞试验与模拟

    张新晨方海张喆姜维...
    122-137页
    查看更多>>摘要：设置防撞护栏是保障高等级公路交通安全的基本途径之一,在中国具有广泛的应用.然而,传统护栏的刚性偏大,耗能能力相对较弱,车撞下可能导致较严重的车辆损毁和人员伤亡.基于此,提出了一种将再生发泡混凝土作为缓冲材料的新型SS级墙式护栏,该护栏采用了一定量的砖混建筑固废作为原料,具备较好的经济性和绿色低碳属性,同时将其与薄壁钢外壳组合,形成一种外挂便于更换的耗能导向部件,提高整体护栏的可恢复性.针对该新型护栏的吸能特性与防护效果,开展了足尺车辆撞击试验和数值模拟研究.试验结果表明:该新型护栏具有较好的缓冲吸能特性,发生撞击后,车辆保持了较好的完整性,钢外壳导向痕迹明显,发泡混凝土充分吸能,脱落率达20％以上.相较于传统普通护栏,撞击力峰值削减幅度超过54％、平行和垂直护栏方向加速度峰值削减分别达到55％和61％以上.研究进一步建立了车、护栏精细化有限元分析模型并开展了模拟撞击分析,通过和试验结果对比验证了其准确性.根据规范对于新型护栏在实际使用时的阻挡、导向等功能要求,开展了新型护栏与小型客车、大型客车和大型货车3种车辆的撞击模拟,结果表明,新型护栏的再生发泡混凝土缓冲层溃缩吸能可以有效减轻护栏固定层和碰撞车辆的损伤,其吸能占比随着冲击能量等级的增加而增加,最高达到了35％左右.所有工况下,撞击车辆均未发生穿越、翻越、骑跨的现象,验证了新型护栏在实际使用过程中较好的阻挡、导向功能,具有较好的应用前景.

    桥梁工程墙式护栏冲击试验再生发泡混凝土撞击力车辆安全

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    拱桥断索冲击响应模型试验与有限元分析

    黄永辉霍建宏傅继阳刘爱荣...
    138-150页
    查看更多>>摘要：为研究吊杆断裂对拱桥力学性能的影响,以广州海心桥为研究对象,设计并制作了几何相似比为1∶40的缩尺模型,采用缓慢卸载索力和突然断索2种方式开展吊杆断裂试验,讨论了2种吊杆失效模式对剩余构件静、动力响应的变化规律.然后采用ANSYS软件建立了有限元模型,通过瞬态分析方法对断索过程和结构响应进行了数值模拟.试验结果表明:位于L/4拱肋处的中吊杆失效后对邻近吊杆的冲击效应最为显著;吊杆索力的重分配比例随着距离断索区域的增加而减小;对于失效吊杆左右距离相同的邻近吊杆,索体长度越短的吊杆其索力分配比例越大.拱桥跨中和L/4附近吊杆断裂后的索力可近似全部由剩余吊杆承担;靠近拱脚处吊杆失效后,其一部分索力按照重分配比例由剩余吊杆分担,另一部分通过拱梁结合段直接传递到拱肋.不同典型位置处吊杆骤断后,引起邻近2根吊杆的索力动力放大系数在1.3～1.8范围内.结果可为吊杆断裂后拱桥的结构安全评估提供参考.

    桥梁工程吊杆断裂模型试验拱桥有限元分析动力放大系数

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    混凝土帽盖模型参数标定及桥梁冲击损伤模拟应用

    宋彦臣刘学鹏王君杰韩强...
    151-174页
    查看更多>>摘要：冲击荷载作用下混凝土响应与应力状态、应变率密切相关,数值分析存在本构模型理论复杂、参数繁多,工程应用困难等问题.基于弹塑性损伤帽盖模型,针对拉伸、压缩、剪切应力状态下混凝土的损伤特征,阐明了损伤参数取值与单元尺寸的依赖关系,提出了混凝土本构模型损伤参数及率效应参数的确定方法.然后,针对冲击作用下RC构件的弯曲与剪切损伤破坏行为,基于构件冲击试验分别从损伤参数的单元尺寸依赖性、剪胀损伤模拟必要性2个方面对混凝土弹塑性损伤帽盖模型参数取值的可靠性进行了验证,并对2种常用弹塑性损伤帽盖模型进行了对比.最后,基于某大桥船撞损伤破坏事故案例,进一步对大桥的船撞破坏过程进行了模拟验证.结果表明:采用所提出损伤参数标定方法可以很好地描述冲击作用下混凝土构件及结构在不同受力状态下的损伤演化过程及动态响应,解决了弹塑性损伤帽盖模型参数过多、取值困难而不便应用问题,可为混凝土桥梁结构冲击数值分析提供参考.

    桥梁工程混凝土桥梁弹塑性损伤帽盖模型参数标定低速冲击仿真验证

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    基于PIV技术的透明黏性泥石流冲击桥墩模型试验

    周航邹宗良刘汉龙
    175-187页
    查看更多>>摘要：针对现有模型试验无法可视化泥石流与桥墩相互作用过程和泥石流内部流体运动特性,提出一种基于PIV技术的透明泥石流模型试验技术.采用2种具有不同表观黏度的透明矿物油(550USP白油与68#机油)配置而成2种具有不同表观黏度的透明泥石流,设计了一套透明泥石流冲击桥墩模型试验系统.在3种坡度条件下,分别针对表观黏度不同的2种透明泥石流对冲击方形、圆端形、圆形3种截面形状桥墩的情况开展了21组冲击试验.试验结果表明:量纲一冲高h/H会随着弗劳德数Fr的增大而逐渐增大,且透明泥石流对桥墩的冲击力与桥墩的截面形状、透明泥石流的雷诺数Re、弗劳德数Fr有关;当截面形状不变,冲击阻力系数Cd随雷诺数Re与弗劳德数Fr的增加而减小.透明泥石流表观黏度的改变对圆端形与圆形截面桥墩表面流速与流深的关系影响较小,对方形截面桥墩影响较大.透明泥石流的表面流速在经过桥墩后得到了显著提升,圆形截面桥墩的提升效果最为明显,圆端形截面桥墩提升幅度最少.在桥墩影响区域以外,透明泥石流垂直流向(y方向)表面速度呈现中间大、两侧小的"倒U形"分布;在桥墩范围内,表面流速呈"M形"分布.

    桥梁工程泥石流模型试验桥墩PIV流速分布阻力系数

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