橋墩在船舶撞擊下的動力響應分析及防撞措施研究.pdf

1、近年來隨著交通的迅猛發(fā)展，內(nèi)河上船舶和橋梁的數(shù)量、規(guī)模日益增長，同時，船舶撞擊橋墩的事故頻繁發(fā)生，引起了人們的高度關注。本文運用LS-DYNA有限元軟件，對一艘2000t級散貨船正撞某跨河連續(xù)剛構(gòu)橋的工況進行了數(shù)值模擬;設計了一種新型橋墩防撞裝置，對船舶撞擊防撞裝置的情形進行了有限元分析，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程中的碰撞力、墩底位移、鋼筋應力、樁頂

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

3、效地降低船撞事故對橋梁的損害。
　　(3)分析比較了橋墩分別在未設置和設置了防撞裝置時的動力響應，得出如下結(jié)論:防撞裝置能夠撥開船頭，有效地降低船舶對橋墩的直接破壞;延長碰撞時間，大幅度降低碰撞力峰值和墩底位移峰值，減輕對樁基的破壞;使船舶保留大部分動能，動能的損失主要轉(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)探討了設置防撞裝置時，