橋墩在船舶撞擊下的動(dòng)力響應(yīng)分析及防撞措施研究.pdf

1、近年來(lái)隨著交通的迅猛發(fā)展，內(nèi)河上船舶和橋梁的數(shù)量、規(guī)模日益增長(zhǎng)，同時(shí)，船舶撞擊橋墩的事故頻繁發(fā)生，引起了人們的高度關(guān)注。本文運(yùn)用LS-DYNA有限元軟件，對(duì)一艘2000t級(jí)散貨船正撞某跨河連續(xù)剛構(gòu)橋的工況進(jìn)行了數(shù)值模擬;設(shè)計(jì)了一種新型橋墩防撞裝置，對(duì)船舶撞擊防撞裝置的情形進(jìn)行了有限元分析，得到了一些結(jié)論。本文的主要研究工作和成果如下:
　　(1)建立了船舶、橋梁的有限元模型，分析了在船橋碰撞過(guò)程中的碰撞力、墩底位移、鋼筋應(yīng)力、樁頂

2、內(nèi)力等動(dòng)力響應(yīng)，結(jié)果顯示橋梁受船舶撞擊受損最嚴(yán)重的是樁基，墩底橫橋向水平位移、樁頂彎矩過(guò)大是樁基開(kāi)裂的主要原因。
　　(2)對(duì)船舶速度、水位深度、碰撞角度以及是否為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行了參數(shù)分析，得到如下結(jié)論:速度對(duì)橋墩的動(dòng)力響應(yīng)有顯著的影響，速度越大，橋墩的動(dòng)力響應(yīng)越大;水位對(duì)橋墩的動(dòng)力響應(yīng)影響較小，隨著水位降低，橋墩的動(dòng)力響應(yīng)增大;正碰是船橋碰撞中最不利的情況;預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)不能降低船橋碰撞力，可以通過(guò)提高樁基抗裂能力保護(hù)樁基，有

3、效地降低船撞事故對(duì)橋梁的損害。
　　(3)分析比較了橋墩分別在未設(shè)置和設(shè)置了防撞裝置時(shí)的動(dòng)力響應(yīng)，得出如下結(jié)論:防撞裝置能夠撥開(kāi)船頭，有效地降低船舶對(duì)橋墩的直接破壞;延長(zhǎng)碰撞時(shí)間，大幅度降低碰撞力峰值和墩底位移峰值，減輕對(duì)樁基的破壞;使船舶保留大部分動(dòng)能，動(dòng)能的損失主要轉(zhuǎn)化為防撞裝置的變形能，從而降低船首的變形能，不但能保護(hù)橋墩，還能大大減小船舶受到的損傷，證明了此防撞裝置的合理性、有效性。
　　(4)探討了設(shè)置防撞裝置時(shí)，