某超高车辆撞落人行天桥事故的过程仿真与分析3.PDF

某超高车辆撞落人行天桥事故的过程仿真与分析 ———何水涛 　张炎圣 　卢 　啸 ,等 89 某超高车辆撞落人行天桥事故的过程仿真与分析 何水涛 　张炎圣 　卢 　啸 　陆新征 (清华大学土木工程系 　清华大学结构工程与振动教育部重点实验室 　北京 100084) 摘 　要 　文中对一起超高车辆撞翻人行天桥事故进行了数值仿真 ,分析其原因 ,提出了相应的防护措 施 ,并对采取防护措施后的桥梁进行撞击过程仿真以验证措施的实效性 。 关键词 　车桥撞击 ;数值模拟 ;桥梁 ;撞击防护 中图分类号 :U44 1 　　文献标志码 :A 　　DOI :10 . 3963/ j . ISSN 1674486 1. 2009 . 06 . 02 1 　　随着我国城市规模的日益扩大 ,大量建设立 文利用高性能非线性有限元分析手段[ 12 ] , 同时参 交桥梁 ,发展立体交通 ,成为缓解城市地面交通压 考 了已经较为成熟 的船桥碰撞 问题 的研究方 力的主要途径 。由于驾驶人员素质不高 ,加上监 法[35 ] ,重现了该事故过程 。并对事故的机理和未 管力度不到位 ,超高车辆与立交桥梁的碰撞事故 来设计进行了讨论 。 屡见不鲜 。2006 年 11 月 ,西南某城市 1 辆 自重 1 　有限元模型 约 8 t 的翻斗车由于不明原因 ,在行进过程中突 然将车斗翻起 ,造成车辆超高 ,将 1 座长达 80 余 1 . 1 　概述 ( m ,重达 100 t 的人行天桥撞落至路面 ,总水平位 超高车桥碰撞试验研究代价非常高昂 基本 ) 移达 3～4 m 。肇事车辆被坠落的天桥压在下面 , 上是车毁桥伤 , 因而到 目前为止 ,有关文献中撞 肇事司机当场死亡 , 并导致整个环路交通堵塞 击试验数量极少[ 1 ] 。而基于计算机模拟的有限元 8 h ,对城市正常运行造成重大影响 。 分析技术 ,则具有便捷 、安全 、易于重复 、可对不同 事故发生后 ,其机理和今后的防护措施引起 参数进行单个分析的优点 。特别是随着汽车碰撞 了有关专业人员的关注 。简单的刚体碰撞动力学 安全研究的进步 ,高性能非线性有限元碰撞模拟 分析表明 , 由于该车辆自重远小于桥梁重量 、且桥 技术已经相当成熟 ,这为实现车桥撞击模拟奠定 体上部结构与桥墩之间无特殊连接处理 , 同时忽 了良好的基础 。 略摩擦力作用 ,则根据动量交换定律 ,碰撞后桥体 1 . 2 　天桥有限元模型 ( ) 事故天桥主体结构高度为 5 m 、宽 4 m ,横跨 获得的水平速度约为 假设车辆速度为 80 km/ h : m车 v车 8 ×80 8 条车道 ,总长度为 80 m ,为钢箱型连续梁结构 , ( ) v桥 = ≈ ≈ 1. 778 m/ s 1 m桥 100