爆破拆除曲线梁桥连续倒塌过程分析

一、工程背景

1.       几何尺寸

2.       跨度4*20m；曲率半径50米；箱梁宽8.9米；梁高1.4米，支座处设置横隔梁，长度为1.5米；墩高10米,与地面固结，选取3.4.5.6.7号墩4跨

曲线箱梁截面（单位：mm）

支座处横梁（顺桥向长度为1.5mm）

 桥墩立面图（3700那段曲线的曲率半径为7900）

  桥墩侧面图

桥墩平面图

 支座

球形支座，支座宽度：横桥向600，顺桥600，厚度110

支座采用弹簧单元combine165模拟支座，利用弹簧单元的刚度模拟支座的水平剪切刚度，刚度参考以下取值：（此桥梁支座的承载力为5000KN）

3.单元选取 材料模型

可采用多尺度建模（也要看梁的损伤情况，选择合适的单元类型，塑性区域要用实体单元，墩采用实体单元，地面设置为刚体）,网格划分：

桥墩采用C35，面积配筋率为1.2%，用BRITTLE DAMAGE模型，以下数据可参考，需调试。主梁为C40，该材料模型可以根据塑性应变定义材料失效，采用 Cowper-Symbols 模型考虑材料的应变率效应。模拟混凝土的压碎采用*MAT_ADD_ EROSION 关键字设置混凝土的失效主应变，经过查阅相关文献，定义失效主应变为0.4即当混凝土单元的主应大于该值时删除该单元。

研究方法以及想要的效果

拆除构件设计是将结构中的初始失效构件进行移除，分析余下结构在原有荷载作用下通过内力重分布的方式发展至新的稳定平衡状态或发生连续性倒塌。若结构发生连续性倒塌，可采取增强剩余结构的承载力或者延性的方法防止连续倒塌，这样的处理方式实质上是为了给结构提供备用的荷载传递途径，所以拆除构件法通常又被称为“备用荷载路径法”。其中，移除失效构件是指其不参与后续计算，并未对相邻构件间的连接造成影响。

步骤：

1）建立有限元模型

2）施加静力荷载（重力荷载，可变荷载：桥面均布荷载10.5KN/m，跨中集中荷载为240KN），隐式分析，进行静力分析达到静力平衡，得到静力响应结果（这个结果是要保留的）

3）通过 read disp 和动力松弛引入结构进行隐式分析后所达到的静力平衡状态，瞬间拆除失效构件（4号墩），（用生死单元法）失效时间要小于1阶竖向自振周期的1/10

4）进行隐式转显式动力分析，直至结构发生倒塌，得到动力响应结果，如：失效柱顶点位移图，其他桥墩和梁的位移时程曲线，发生落梁对桥墩发生撞击的撞击力时程曲线，以及塑性铰分布、倒塌破坏图等。

有限元模型图：

支座形式：

整体有限元网格模型图：

有限元模拟动画效果：