清华大学综合论文训练

题目：超高车辆撞击桥梁上部结构防护装置开发

姓名：程晓波
指导教师：陆新征
2010年6月

摘要：近年来，随着城市立体交通的快速发展，超高车辆撞击桥梁上部结构的事故频繁发生，对城市交通生命线形成严重的威胁。因此，开展超高车辆撞击桥梁上部结构的损坏机理和防护对策研究具有重要的工程意义。
本文基于文献数据调查和非线性有限元模拟，对超高车辆撞击桥梁上部结构的撞击过程进行了研究，设计了一套实用的附加防护装置，主要成果包括：
(1) 研究了双线性随动材料模型和动力塑性材料模型两种钢材本构在碰撞分析中的适用性。建立了适用于泡沫铝实体的有限元材料模型。并对钢材和泡沫铝这两种材料的碰撞吸能特性进行了初步的研究。
(2) 基于ANSYS/LS-DYNA分别建立了罐车撞击钢箱梁桥的有限元分析模型。对超高车辆撞击桥梁上部结构的事故进行了有限元仿真，得到了车桥碰撞过程和合理的碰撞力时程结果，并进行了关键参数的分析和讨论。
(3) 提出了薄壁钢管和钢板组合的防护装置，并对防护装置进行了有限元建模与分析。根据参数讨论和分析的结果对防护装置进行了改进和优化设计。
(4) 根据设计的附加防护装置的特点，提出了防护装置的在桥梁加固中的应用设想。

关键词：超高车辆；桥梁上部结构；撞击；防护装置；有限元分析；LS-DYNA；