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摘要
为研究超高车辆-预应力混凝土箱梁桥碰撞荷载及撞后结构的承载性能劣化规律，建立了精细的超高车辆撞击预应力箱梁桥有限元模型，并验证了数值计算模型的准确性和可靠性。分别考虑车辆速度、载重量、超高高度、车厢刚度、撞击角度以及混凝土强度等6个因素，采用显式动力分析软件LS-DYNA进行不同参数下(18个工况)超高车辆-桥梁上部结构碰撞分析。结果表明：碰撞力时程曲线可以简化为突变阶段、振荡阶段以及衰减阶段3个不同阶段；碰撞过程中的冲量主要受碰撞力峰值、碰撞力均值和均值力持时影响，不同计算参数对简化碰撞力关键指标的影响有较大差异；碰撞过程中，车辆动能主要转化为车辆的塑性变形应变能；不同撞击工况下，被撞梁的竖向极限承载力下降水平都在18%以内；当预应力钢束撞断失效退出工作情况下，主梁的工作性能会受到严重影响，被撞侧底板及腹板钢束同时失效时，结构的竖向极限承载力下降程度达到54%。因此，需要对预应力钢筋的设计和防护予以重视。研究结果可以为建立简化碰撞力计算模型提供依据，并为桥梁防撞设计提供参考。
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单位长安大学; 公路学院
