桥墩复合材料防船撞装置新型连接试验研究

作     者：郑植 耿波 袁佩 李嵩林 胡正涛 ZHENG Zhi;GENG Bo;YUAN Pei;LI Songlin;HU Zhengtao

作者机构：重庆大学土木工程学院重庆400045 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067 广东省南粤交通东雷高速公路管理中心广东广州510000 

出 版 物：《重庆交通大学学报（自然科学版）》 (Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science))

年 卷 期：2021年第40卷第5期

页      面：66-73页

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFC0806000) 广东省交通运输厅科技计划项目(2016-02-005)。 

主　　题：桥梁工程 FRP 防撞装置 连接结构 结构试验 数值模拟 

摘      要：针对复合材料防撞装置易出现连接失效从而丧失防护性能,提出一种新型连接结构。首先确定连接结构在静力与冲击荷载下最不利受力状态;进而对组成结构的材料开展基本力学性能试验,并根据试验结果定义正交各向异性本构;分析连接结构最优构造参数;最后进行拉伸强度试验,验证数值计算结果的准确性并确定结构破坏方式与破坏荷载。研究结果表明:复合材料力学性能表现为各向异性,横向平均拉伸强度为332 MPa,拉伸模量为2.99 GPa,纵向平均拉伸强度为350 MPa,拉伸模量为3.32 GPa;在拉、压、剪静力与冲击作用下连接结构均表现为受拉最为不利,变形特点为插槽边齿板转角增大,插销有拨出趋势;插槽齿板根部宽度与插销齿板宽度比取0.8,插槽齿板内转角取6°~8°,连接性能最优;最优构造下单销连接抗拉能力为1290 kN,最大应力为341 MPa;缩尺试验模型整体抗拉刚度为428.5 kN/m,拉伸破坏荷载有限元计算值为22.5 kN,试验值为22 kN,破坏方式为齿板根部撕裂,插销被拨出。