船橋碰撞理論及橋墩防護(hù)裝置的研究.pdf

1、近年來(lái)，船舶撞擊橋梁的災(zāi)難性事故日益增多，事故所導(dǎo)致的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失以及環(huán)境破壞越來(lái)越來(lái)嚴(yán)重，船橋碰撞機(jī)理特別是橋墩防撞裝置的研究得到越來(lái)越多的關(guān)注。目前圍繞橋梁防船撞的研究主要集中在碰撞過(guò)程中構(gòu)件的損傷特性和能量吸收機(jī)制及橋梁防撞措施的有效性與實(shí)用性兩方面。
　　 船舶與橋墩防撞裝置的碰撞是兩者在很短的時(shí)間內(nèi)相互作用的一種復(fù)雜的非線性動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程。碰撞過(guò)程中的不確定性因素頗多，很難通過(guò)建立一個(gè)精確的數(shù)學(xué)模型而使兩者的碰撞問(wèn)

2、題得到完全的解析。因此，隨著非線性有限元技術(shù)的日益完善和計(jì)算機(jī)硬件水平的不斷提高，對(duì)碰撞的過(guò)程數(shù)值仿真成為解決船橋碰撞相關(guān)問(wèn)題的有效途徑。
　　 本文在總結(jié)已有的船橋碰撞研究成果，分析各種橋墩防撞裝置特點(diǎn)以及探討船橋碰撞機(jī)理的基礎(chǔ)上，針對(duì)株洲紅港大橋橋墩的特點(diǎn)，提出了適合的橋墩防撞設(shè)施，并進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過(guò)ANSYS/LS-DYNA軟件對(duì)船橋相撞全過(guò)程進(jìn)行了仿真計(jì)算，并結(jié)合參數(shù)分析，研究橋墩和防撞裝置的防撞性能，提出了改善結(jié)構(gòu)耐撞

3、性與吸能效果的相關(guān)措施。全文主要的研究工作如下：
　　 1.分析研究了船橋碰撞機(jī)理、船橋碰撞數(shù)值仿真中所涉及的基本理論和關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)顯式非線性有限元軟件ANSYS/LS-DYNA作了介紹。
　　 2.概括了防撞裝置的設(shè)計(jì)要求和分類，在介紹各種防撞裝置的工作原理、適用范圍及各自的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)紅港大橋所處流域段水位落差大，主墩為變截面，并且主墩通航凈空有限制的特點(diǎn)，提出了浮式變截面防撞裝置形式，并進(jìn)行了設(shè)計(jì)。