聲明
本研究基于公開(kāi)獲取信息,主要目的是介紹計(jì)算機(jī)模擬在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用情況,并鍛煉有限元分析的技能。由于我們不掌握本次事故的很多關(guān)鍵具體數(shù)據(jù),故本分析僅供科研使用,重點(diǎn)是介紹利用有限元技術(shù)模擬橋梁落梁倒塌過(guò)程。最終的事故調(diào)查結(jié)果應(yīng)以官方發(fā)布為準(zhǔn)。參與本次分析的有重慶大學(xué)徐梁晉博士、清華大學(xué)研究生廖文杰、金鑫磊、福州大學(xué)林楷奇博士等。
事故簡(jiǎn)介
2019年10月10日晚上18時(shí)10分左右,江蘇無(wú)錫市312國(guó)道上海方向K315處、錫港路上跨橋路段,出現(xiàn)橋面?zhèn)确?,救援和事故處置工作正在開(kāi)展。在為這一事故深表痛惜的同時(shí),根據(jù)網(wǎng)上公開(kāi)信息,我們嘗試采用有限元軟件模擬了高架橋側(cè)翻的過(guò)程,為相關(guān)研究提供一些技術(shù)參考。
數(shù)值模擬
根據(jù)課題組已有橋梁倒塌模擬經(jīng)驗(yàn)(參考資料1:有限元+虛擬現(xiàn)實(shí)=橋梁倒塌的過(guò)程反演分析與場(chǎng)景再現(xiàn),參考資料2:6月14日河源東江大橋垮塌事故有限元模擬及分析,參考資料3:2019年10月1日臺(tái)灣宜蘭南方澳跨港大橋倒塌事故有限元模擬),采用通用有限元軟件MSC.Marc建立了該橋及重載車(chē)輛的三維限元模型,以模擬此次倒塌事故,如下圖所示。1、4號(hào)橋墩(端部橋墩)設(shè)置二個(gè)板式橡膠支座,2、3號(hào)橋墩(中部橋墩)設(shè)置一個(gè)板式橡膠支座。主梁與支座、橋墩之間采用接觸關(guān)系建模。首先采用靜力分析模擬重力荷載下主梁和支座達(dá)到受力平衡,然后施加偏心重車(chē)荷載,采用動(dòng)力時(shí)程分析模擬落梁過(guò)程。模擬過(guò)程考慮幾何和接觸非線性行為。
1. 破壞過(guò)程對(duì)比
角度1:有限元數(shù)值模擬
角度1:實(shí)際破壞過(guò)程
角度2:有限元數(shù)值模擬
角度2:實(shí)際破壞過(guò)程