船橋碰撞風(fēng)險評估與防撞設(shè)施研究.pdf

1、跨越航道修建橋梁,船撞是一個重要的安全問題。自20世紀80年代以來,我國已修建和規(guī)劃修建大量跨航道橋梁,同時船舶航運也發(fā)展快速。上述兩個因素使得我國橋梁工程領(lǐng)域的從業(yè)者必須解決橋梁的船撞安全分析和防撞設(shè)計理論問題。在橋梁船撞風(fēng)險評估的基礎(chǔ)理論研究方面,我國學(xué)者也進行了初步的研究與探索,但在深度和全面性等方面還有不足之處,還不能與我國大量航道橋梁工程建設(shè)相適應(yīng)。被動防撞設(shè)施是為降低橋梁船撞風(fēng)險而采取的工程措施,其形式多樣,性能各異,應(yīng)根據(jù)

2、具體情況慎重選擇。由此可見,對橋梁船撞風(fēng)險評估和橋梁防撞設(shè)施展開進一步的研究是十分必要的。研究橋梁船撞風(fēng)險評估的方法很多,其中概率風(fēng)險評估法可以量化船橋碰撞的風(fēng)險,本文主要利用該方法對橋梁船撞進行風(fēng)險分析。船舶撞擊防撞裝置的碰撞問題是一個十分復(fù)雜的高度非線性問題,僅僅依靠經(jīng)典的碰撞理論,無法得到完全解。隨著非線性有限元技術(shù)的飛速發(fā)展,以及計算機硬件水平的提高,因此可以利用計算機數(shù)值仿真方法解決此類問題。本文的重點之一在于研究橋梁船撞概率

3、的計算模型,在對比分析前人研究成果的基礎(chǔ)上,總結(jié)和深化自身對現(xiàn)有知識的理解提出個人見解;之二是防撞裝置的碰撞分析,采用ANSYS/LS-DYNA對某橋主墩的防撞裝置進行仿真碰撞分析。本文的主要成果如下:
　　(1)對比分析國內(nèi)外的概率模型,充分考慮影響船橋碰撞概率的因素,引入相應(yīng)的影響因子對船撞概率計算模型進行修正。
　　(2)補充了船舶分別撞擊矩形橋墩長邊和短邊的概率計算方法。
　　(3)結(jié)合船舶與橋墩撞擊角度的實際

4、分布情況,對AASHTO規(guī)范中船舶正撞橋墩的船撞力計算公式進行修正。
　　(4)結(jié)合經(jīng)典船橋碰撞理論,以及ANSYS/LS-DYNA的計算特性,提煉出在采用ANSYS/LS-DYNA對船舶與防撞裝置進行分析時需要重點解決的問題。
　　(5)對某長江大橋進行船撞風(fēng)險評估,計算各橋墩的船撞概率。合理設(shè)計橋墩防撞裝置,用ANSYS/LS-DYNA模擬5000DWT的代表船舶以3.0m/s的初始速度正面撞擊橋墩防撞裝置,并對結(jié)果進行