预应力混凝土箱梁桥面车辆爆炸防护的试验研究

摘要整理

本文针对混凝土桥梁中常用的预应力混凝土箱梁爆炸防护进行了系统研究。设计了四根1:5缩尺预应力箱梁的爆炸防护试验，采用钢板、超高性能混凝土（UHPC）防护层和复合防护层等不同防护措施对箱梁进行保护，以评估各防护层的爆炸防护性能。试验结果表明：在甲板爆炸作用下，箱梁顶板出现局部穿透破坏，呈现冲切破坏特征；腹板和底板整体呈现弯曲特征。与无防护箱梁相比，防护箱梁的顶板损伤程度较轻，但底板损伤程度加重。在工况2~4下，UHPC防护箱梁的顶板损伤最轻，其他防护箱梁损伤程度相对较重。通过对比分析箱梁的爆炸动力响应，研究了不同防护层对箱梁爆炸动力响应的影响规律，并基于箱梁破坏情况评估了各防护层在近距爆炸下的防护效率。在爆炸试验基础上，建立了箱梁爆炸三维数值分析模型，通过与试验破坏数据对比验证了数值模拟的准确性。通过数值结果对比分析了不同防护材料的爆炸能量耗散能力。最后，基于不同工况下箱梁的动力响应，研究了防护层对箱梁动力响应的敏感性。分析表明：UHPC防护层对箱梁预应力变化和爆炸损伤范围较为敏感，但对钢筋应力和箱梁整体响应影响较小。

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