橋墩遭受船舶撞擊下的動(dòng)力響應(yīng)及其防撞結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、伴隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的迅速發(fā)展，船橋相撞的事故屢屢發(fā)生，已受到越來(lái)越多的關(guān)注和研究。本文基于多種力學(xué)理論和數(shù)值模擬技術(shù)，采用LS-DYNA軟件，研究了橋墩遭受船舶撞擊時(shí)的動(dòng)力響應(yīng)及其變化規(guī)律，并討論了各撞擊參數(shù)對(duì)橋墩動(dòng)力響應(yīng)的影響；總結(jié)了前人對(duì)防撞結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，并設(shè)計(jì)了橋墩防撞結(jié)構(gòu)；通過(guò)研究船舶撞擊橋墩防撞結(jié)構(gòu)時(shí)橋墩和船舶的動(dòng)力響應(yīng)，對(duì)比分析了防撞結(jié)構(gòu)的有效性，并討論了各碰撞參數(shù)對(duì)橋墩和船舶動(dòng)力響應(yīng)的影響。本文的主要研究工作和研究成果如

2、下：
　?。?）借助ANSYS/LS-DYNA建立了橋墩分離式附加質(zhì)量模型和船舶模型，并模擬了船舶撞擊橋墩的全過(guò)程。通過(guò)分析碰撞過(guò)程中橋墩和船舶的動(dòng)力響應(yīng)發(fā)現(xiàn)：墩柱的位移會(huì)滯后于承臺(tái)；樁基在與承臺(tái)連接處和土體頂面處會(huì)出現(xiàn)高應(yīng)力區(qū)。
　?。?）對(duì)水位、樁基縱筋直徑和樁基直徑進(jìn)行了參數(shù)分析，對(duì)比了不同工況下橋墩和船舶的動(dòng)力響應(yīng)，得到以下結(jié)論：隨著水位的增加，橋墩的位移、樁基頂部截面的剪力和彎矩以及船艏的撞深也會(huì)隨之增加；隨著樁基

3、縱筋直徑和樁徑地增加，橋墩的位移會(huì)顯著減少，橋墩的變形回彈速度和船艏的撞深會(huì)顯著增加。
　?。?）設(shè)計(jì)了本文中的橋墩防撞結(jié)構(gòu)，并比較了船舶撞擊橋墩防撞結(jié)構(gòu)時(shí)與直接撞擊橋墩時(shí)，橋墩和船舶的動(dòng)力響應(yīng)。分析發(fā)現(xiàn)：防撞結(jié)構(gòu)能夠在撞擊中起到很好的緩沖作用，能夠顯著的減少傳遞給橋墩的碰撞力；添加防撞結(jié)構(gòu)后，橋墩和船舶在撞擊時(shí)的動(dòng)力響應(yīng)會(huì)顯著降低。
　?。?）討論了水位、碰撞位置、防撞結(jié)構(gòu)外鋼圍強(qiáng)度和橡膠硬度對(duì)撞擊結(jié)果的影響，得到以下結(jié)論