钢板-橡胶吸能圈的设计方法

作     者：王君杰 涂凌峰 殷永高 郑伟峰 WANG Jun-jie;TU Ling-feng;YIN Yong-gao;ZHENG Wei-feng

作者机构：同济大学土木工程学院上海200092 安徽省交通控股集团有限公司安徽合肥230088 

基　　金：国家自然科学基金项目(51438010 51778498) 上海市科学技术委员会科研计划项目(17DZ1204300) 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2019年第36卷第2期

页      码：50-60页

摘      要：钢材和橡胶是两种常见的工程材料,两者组合起来具有较好的吸能和回弹性能。为了综合两种材料的优异性能用于工程设计,提出了一种由外钢板、橡胶圈和内钢板组成的钢板-橡胶吸能圈(简称钢板-橡胶圈)以用于防撞设计,并由此开展了基于钢板-橡胶圈的设计方法研究:使用有限元软件建立了外径为1 m的25个具有不同结构参数(钢板厚度、环壁厚)的钢板-橡胶圈有限元模型,其中钢板厚度选取的尺寸为0,5,10,15,20,25 mm,环壁厚选取的尺寸是0. 05,0. 1,0. 15,0. 2,0. 25 m。定义无量纲比值:钢板厚、环壁厚、圈的径向相对变形比。通过数值仿真和统计分析,建立了圈的性能参数(吸能量)与这3个无量纲比值的经验公式,并进行了相应的误差分析,确定了经验公式具有一定的可信度。同时,基于工程设计优化需要,定义了基于回弹率的优化筛选原则,用于筛选掉满足耗能要求但不满足回弹率要求的钢板-橡胶圈。参照结构试验的相似理论,将1 m外径的钢板-橡胶圈的经验公式推广到更多不同外径钢板-橡胶圈中。最后,提出了一种较为实用的用于桥梁防撞结构的钢板-橡胶圈的设计流程,并依照设计流程给出了相关的设计算例。

主 题 词：桥梁工程 防撞设计方法 统计分析 钢板-橡胶圈 性能参数 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1002-0268.2019.02.008

馆 藏 号：203454236...