原文传递
基于船舶等效模型的船桥碰撞试验研究
| 论文题名： | 基于船舶等效模型的船桥碰撞试验研究 |
| 关键词： | 船舶等效模型;碰撞试验;数值分析;动力响应 |
| 摘要： | 目前，国内大部分桥梁船撞的研究主要集中在近海区域散货船撞击桥墩结构的问题，而对于内河驳船撞击桥墩结构关注甚少。现有静力法难以反映驳船-桥墩两者相互作用间的动力特性，而精细化数值分析方法不能快速确定桥墩结构被驳船撞击后的动力响应问题。缩比例的模型试验因与原型之间相似性很难满足，而存在一定困难。 本文以内河驳船为参考对象，建立基于驳船-桥墩相互作用的等效简化动力模型，以及研究基于驳船撞击桥墩的等效缩尺模型试验方法，实现利用简化动力分析方法和模型试验研究驳船撞击桥墩动力响应的目的。主要内容及结论如下: (1)以有限元法研究驳船撞击桥墩的动力响应。建立典型的500DWT内河驳船精细化有限元模型，分别撞击不同截面形状的刚性墩;同时开展不同船艏形状的驳船及散货船碰撞刚性墙，对撞击力时程曲线进行对比分析。结果表明:接触碰撞力与桥墩的撞击面形状相关，船艏接触刚度与船舶的船艏形状有关。 (2)驳船撞击桥墩的等效简化动力分析方法的构建。以美国AASHTO桥梁船撞指南中规定的标准驳船为参照对象，通过对碰撞中的撞击力、能量转换和撞深等动力响应的分析，构建以质量-弹簧-阻尼体系模拟驳船-桥墩关系的等效模型，建立等效参数与碰撞双方特征参数的关系和取值规律，形成桥梁船撞的简化动力体系;同时建立与美国AASHTO规范中规定的标准驳船的有限元模型，验证等效驳船桥梁船撞简化动力体系的合理性和有效性。结果表明:构建的等效驳船简化动力分析计算结果与精细化数值分析结果很接近，并且计算效率显著提高。 (3)驳船撞击桥墩的等效缩尺模型试验研究。最后基于简单相似理论开展简化的等效驳船-桥墩碰撞体系的碰撞模型试验，研究不同的接触刚度、桥墩截面形式及桥墩抗推刚度对试验墩动力响应的影响;并以试验工况为原型，建立有限元模型开展数值分析，验证数值模拟的正确性。结果表明:被撞试验墩的动力响应与等效驳船船艏刚度、桥墩的截面形式及桥墩的抗推刚度有关，构建的以试验工况为原型的数值分析结果与碰撞试验结果很接近，尤其是碰撞力。 |
| 作者： | 段敏 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王银辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
