(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111683503.X (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 广州地铁设计 研究院股份有限公司 地址 510010 广东省广州市越秀区环市西 路204号 (72)发明人 郭敏　农兴中　史海欧　徐梁晋　 王义博　刘雨龙　陈亮　 (74)专利代理 机构 广州新诺专利商标事务所有 限公司 4 4100 代理人 罗毅萍　卢颂昇 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种单薄壁连续刚构桥墩碰撞仿真方法 (57)摘要 本发明提供了一种单薄壁连续刚构桥墩碰 撞仿真方法， 包括步骤： 建立整个桥梁有限元模 型； 选取车辆模型， 并对 所述车辆模型进行标定； 对桥梁进行车辆碰撞仿真； 通过动力时程分析得 到车辆碰撞过程中桥梁的动力响应； 对桥梁墩身 的应力应变分布规律判断桥墩的损伤状态。 本发 明建立考虑材料非线性、 几何非线性、 几何非线 性以及材料率效应的车、 桥精细有限元模型， 对 刚构桥下部结构遭受重型车辆碰撞过程进行了 数值仿真。 通过动力时程分析得到车辆撞击过程 中桥梁的动力响应， 通过墩身应力应变的分布规 律判断桥墩的损伤状态， 为单薄壁连续刚构桥墩 的防撞措施设计提供理论基础。 权利要求书1页 说明书6页 附图6页 CN 114417662 A 2022.04.29 CN 114417662 A 1.一种单薄壁连续刚构桥墩碰撞仿真方法， 其特 征在于， 包括 步骤： 建立整个桥梁有限元模型； 选取车辆模型， 并对所述车辆模型进行 标定； 对桥梁进行 车辆碰撞仿真； 通过动力时程分析 得到车辆 碰撞过程中桥梁的动力响应； 对桥梁墩身的应力应 变分布规 律判断桥墩的损伤状态。 2.根据权利要求1所述的单薄壁连续刚构桥墩撞击仿真方法， 其特征在于， 在所述桥梁 有限元模型中： 上部结构模型、 桥墩模型、 承台模型以及 路面的混凝土模型均采用实体单元， 墩身主筋 单元和钢筋单 元采用三维桁架单 元， 被撞击桥墩采用弹 塑性本构模型。 3.根据权利要求1所述的单薄壁连续刚构桥墩撞击仿真方法， 其特征在于， 对所述车辆 模型进行 标定包括： 从局部破坏力和撞击冲量对车辆进行 标定。 4.根据权利要求1所述的单薄壁连续刚构桥墩撞击仿真方法， 其特征在于， 通过动力时 程分析得到车辆 碰撞过程中桥梁的动力响应， 包括： 获取中墩受到撞击时的峰值撞击力和撞击持续时间； 将动态的撞击过程 等效成静力荷载； 得到中墩的等效撞击力。 5.根据权利要求4所述的单薄壁连续刚构桥墩撞击仿真方法， 其特征在于， 通过动力时 程分析得到车辆 碰撞过程中桥梁的动力响应， 还 包括： 在峰值撞击荷载时， 获取撞击力沿桥墩高度的分布、 最终的合力大小和作用位置； 计算撞击过程中每一时刻合力作用高度， 得到合力作用点的时程曲线； 根据时程曲线， 计算中墩等效撞击力下的作用高度。 6.根据权利要求1所述的单薄壁连续刚构桥墩撞击仿真方法， 其特征在于， 对桥梁墩身 的应力应变分布规律判断桥墩的损伤状态， 还包括： 整体位移状况、 墩身混凝土开裂状况、 墩身钢筋屈服状况、 桥梁损伤状况。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114417662 A 2一种单薄壁连续刚构桥墩碰撞仿真方 法 技术领域 [0001]本发明属于单薄壁连续刚构桥墩碰撞研究技术领域， 具体涉及 一种单薄壁连续刚 构桥墩碰撞仿真方法。 背景技术 [0002]单薄壁墩全刚构体系桥梁具有景观优， 免支座维护的优点。 车辆撞击桥墩这种交 通事故很 常见， 大多 是由于车辆机械事故、 驾驶速度过快、 路况不熟、 酒驾、 疲劳驾驶等因素 引起的。 此类事故较难处理， 会导致车损人伤， 影响道路车辆正常通行， 阻碍交通畅顺， 严重 的还会危害人们的生命， 因此研究车桥碰撞具有重要的现实意 义。 发明内容 [0003]为了克服上述技术缺陷， 本发明提供了一种单薄壁连续刚构桥墩碰撞仿真方法， 其能对单薄壁连续刚构桥墩的碰撞情况进行模拟。 [0004]为了解决上述问题， 本发明按以下技 术方案予以实现： [0005]一种单薄壁连续刚构桥墩碰撞仿真方法， 包括 步骤： [0006]建立整个桥梁有限元模型； [0007]选取车辆模型， 并对所述车辆模型进行 标定； [0008]对桥梁进行 车辆碰撞仿真； [0009]通过动力时程分析 得到车辆 碰撞过程中桥梁的动力响应； [0010]对桥梁墩身的应力应 变分布规 律判断桥墩的损伤状态。 [0011]作为本发明的进一 步改进， 在所述 桥梁有限元模型中： [0012]上部结构模型、 桥墩模型、 承台模型以及路面的混凝土模型均采用实体单元， 墩身 主筋单元和钢筋单 元采用三维桁架单 元， 被撞击桥墩采用弹 塑性本构模型。 [0013]作为本发明的进一步改进， 对所述车辆模型进行标定包括： 从局部破坏力和撞击 冲量对车辆进行 标定。 [0014]作为本发明的进一步改进， 通过动力时程分析得到车辆碰撞过程中桥梁的动力响 应， 包括： [0015]获取中墩受到撞击时的峰值撞击力和撞击持续时间； [0016]将动态的撞击过程 等效成静力荷载； [0017]得到中墩的等效撞击力。 [0018]作为本发明的进一步改进， 通过动力时程分析得到车辆碰撞过程中桥梁的动力响 应， 还包括： [0019]在峰值撞击荷载时， 获取撞击力沿桥墩高度的分布、 最终的合力大小和作用位置； [0020]计算撞击过程中每一时刻合力作用高度， 得到合力作用点的时程曲线； [0021]根据时程曲线， 计算中墩等效撞击力下的作用高度。 [0022]作为本发明的进一步改进， 对桥梁墩身的应力应变分布规律判断桥墩的损伤状说　明　书 1/6 页 3 CN 114417662 A 3