原文传递
桥墩在船舶撞击下的动力响应分析及防撞措施研究
| 论文题名： | 桥墩在船舶撞击下的动力响应分析及防撞措施研究 |
| 关键词： | 桥墩;船舶撞击;动力响应;防撞装置 |
| 摘要： | 近年来随着交通的迅猛发展，内河上船舶和桥梁的数量、规模日益增长，同时，船舶撞击桥墩的事故频繁发生，引起了人们的高度关注。本文运用LS-DYNA有限元软件，对一艘2000t级散货船正撞某跨河连续刚构桥的工况进行了数值模拟;设计了一种新型桥墩防撞装置，对船舶撞击防撞装置的情形进行了有限元分析，得到了一些结论。本文的主要研究工作和成果如下: (1)建立了船舶、桥梁的有限元模型，分析了在船桥碰撞过程中的碰撞力、墩底位移、钢筋应力、桩顶内力等动力响应，结果显示桥梁受船舶撞击受损最严重的是桩基，墩底横桥向水平位移、桩顶弯矩过大是桩基开裂的主要原因。 (2)对船舶速度、水位深度、碰撞角度以及是否为预应力结构等因素进行了参数分析，得到如下结论:速度对桥墩的动力响应有显著的影响，速度越大，桥墩的动力响应越大;水位对桥墩的动力响应影响较小，随着水位降低，桥墩的动力响应增大;正碰是船桥碰撞中最不利的情况;预应力结构不能降低船桥碰撞力，可以通过提高桩基抗裂能力保护桩基，有效地降低船撞事故对桥梁的损害。 (3)分析比较了桥墩分别在未设置和设置了防撞装置时的动力响应，得出如下结论:防撞装置能够拨开船头，有效地降低船舶对桥墩的直接破坏;延长碰撞时间，大幅度降低碰撞力峰值和墩底位移峰值，减轻对桩基的破坏;使船舶保留大部分动能，动能的损失主要转化为防撞装置的变形能，从而降低船首的变形能，不但能保护桥墩，还能大大减小船舶受到的损伤，证明了此防撞装置的合理性、有效性。 (4)探讨了设置防撞装置时，船速、碰撞角度、钢围强度、钢围厚度等因素对桥墩动力响应、防撞装置性能的影响，结论如下:速度对桥墩动力响应的影响不大，速度越大，桥墩动力响应越大，防撞装置对桥墩的防护作用越明显;碰撞角度为15°时，防撞装置的效果最佳，过大或过小的碰撞角度会降低其防撞性能;钢围强度、厚度越大，桥墩动力响应越大，较小的强度，适中的厚度对防撞最有利。 |
| 作者： | 侯跃鹏 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 李忠献 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
