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船桥碰撞动力学问题及桥墩防撞装置研究
| 论文题名： | 船桥碰撞动力学问题及桥墩防撞装置研究 |
| 关键词： | 桥墩结构;船舶撞击;防撞装置;吸能效果 |
| 摘要： | 由于近年来我国跨江跨河大桥越来越多，而且船舶运输业的发展也比较迅速，船撞桥的事故也经常发生。据统计，因船舶撞击导致的各类桥梁垮塌事故占垮塌总数的第三位。虽然目前桥梁设计都满足通航净空要求，但由于种种不定因素的影响，仍会经常受到船舶撞击的威胁。因此，在进行桥梁结构设计之外，对桥梁进行专门的防撞设计研究十分必要。 本文首先归纳国内外常用船桥碰撞力计算公式，总结影响撞击力的几个主要参数，然后采用有限元软件ANSYS建立桥墩和船舶的模型，并对建模过程中涉及到的材料模型的选取，边界条件的处理，模型的简化等进行说明并讨论其合理性。使用LS-DYNA进行船桥碰撞分析，研究撞击力和船舶质量及船舶速度的关系，最后通过分析不同速度下FRP防撞套箱的吸能效果，验证套箱对桥墩的保护作用。 主要结论如下: (1)对于船桥碰撞分析，水体对船舶的影响，土体对桥墩的影响都不可忽略，本文选取0.04倍船舶质量作为附加质量来考虑水体的影响，经很多学者验证这样的简化能达到良好的效果。另外，为考虑土体的影响，本文对桩土接触模型和桩基嵌固模型分别进行仿真分析，计算结果表明考虑桩土效应是十分有必要的，计算结果更偏安全。 (2)通过对船舶质量固定而撞击速度不同以及船舶速度固定但船舶质量不同等几种工况下船舶撞击桥墩的分析，结果表明撞击力和船舶速度近似成线性关系，撞击力和船舶质量的平方根近似成线性关系，验证了理论公式的合理性。 (3)通过建立FRP防撞套箱模型，并进行四种不同工况的仿真分析，结果表明FRP防撞套箱吸能效果较好，可将撞击力降低75％以上，桥墩位移也有很大程度的降低，说明该套箱对桥墩有很好的保护作用。 |
| 作者： | 解素成 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 唐怀平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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