钢筋混凝土柱式桥墩抗车撞可靠度分析研究

• 作者: 樊伟 毛薇 庞于涛 何广
• 来源期刊: 中国公路学报
• 关键词: 桥梁工程 碰撞 有限元模型 试验设计 可靠度 柱式桥墩
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 桥梁结构性能演变规律及事故分析技术|Performance Evolution of Bridges and Analysis Technique of Accidents
• 页码范围: 162-176
• 页数: 15页
• 分类号: U447
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-7372.2021.02.007

摘要

目前桥梁车撞以确定性指定事件分析居多,鲜有研究探讨车撞下桥墩的失效概率和可靠性,而制约其发展的主要原因是大样本下碰撞分析计算时的效率和精度问题.为此,探讨将简化分析模型与响应面、蒙特卡洛相结合的可靠度分析方法.首先,建立精细化的车辆撞击跨线桥梁模型,讨论了关键的混凝土本构参数取值问题,给出相应的修正方法.通过与全桥模型进行对比,研究不同简化桥梁结构分析模型的合理性,给出合理的简化桥梁结构分析模型,提高了计算效率.将建立的简化分析模型与响应面方法相结合,合理设置试验工况,通过精细化仿真分析建立车撞后桥墩剩余承载能力的响应面公式.采用建立的响应面作为替代模型,通过蒙特卡洛抽样方法对主要变量进行抽样,计算不同参数情况下的撞后剩余承载能力,基于撞后剩余承载能力的损伤指标,给出了不同损伤状态的失效概率和可靠度.研究结果表明:采用规范公式计算桥墩初始承载能力将会低估撞后桥墩损伤及相应的失效概率,偏于不安全;建立的响应面公式预测精度高,可作为车撞桥墩的替代模型,是一套完整、合理的车撞桥墩可靠度分析方法,可为柱式桥墩抗车撞可靠度设计提供参考.