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基于Hertz理论的落石撞击桥墩冲击力计算公式及参数研究
作者:
作者单位:

(西南交通大学 土木工程学院, 四川 成都 610031)

作者简介:

钟汉清,男,博士研究生.E-mail:2300349356@qq.com

通讯作者:

赵雷,男,教授,博士生导师.E-mail:zlswjtuzl@163.com

中图分类号:

基金项目:

国家科技支撑计划项目(编号:2009BAJ28B01);四川省交通运输厅科研项目(编号:川交勘设-2011-035)


Research on Calculation Formula and the Parametric Study on Impact Force of Rockfall Hiting Against Piers Based on Hertz Theory
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    摘要:

    落石撞击棚洞的冲击力公式已较为成熟,但落石撞击桥墩的冲击力公式研究较少。基于Hertz弹性碰撞理论和Thornton弹塑性假设,通过速度恢复系数引入落石反弹计算项,建立了落石撞击桥墩的力学计算模型,推导了落石撞击桥墩的弹性和弹塑性冲击力表达式,并讨论了落石的冲击速度、冲击角度及半径对冲击力的影响;建立落石-桥墩有限元模型,将数值模拟得到的弹性与弹塑性冲击力与理论值进行对比。结果表明:落石弹性冲击力结果偏大,考虑材料弹塑性的冲击力表达式更符合工程实际。实例结果显示弹塑性冲击力仅为Hertz弹性冲击力的21.58%;落石冲击力随着冲击速度和半径的增大而递增,随着冲击角度的增加而递减;在进行桥墩防撞设计时,应充分调研落石等效半径的分布情况,可在碰撞区铺设一定厚度的低强度混凝土;用弹塑性冲击力理论公式进行设防时,建议引入落石弹塑性冲击力折减系数,其值可取0.6~0.8。

    Abstract:

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引用本文

钟汉清,吕梁,辜友平,等.基于Hertz理论的落石撞击桥墩冲击力计算公式及参数研究[J].中外公路,2020,40(1):113-119.
ZHONG Hanqing, LV Liang, GU Youping, et al. Research on Calculation Formula and the Parametric Study on Impact Force of Rockfall Hiting Against Piers Based on Hertz Theory[J]. Journal of China and Foreign Highway,2020,40(1):113-119.

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  • 收稿日期:2019-02-15
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  • 在线发布日期: 2023-06-28
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