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考虑桩土相互作用的内河高桩码头船撞动力响应分析
| 论文题名： | 考虑桩土相互作用的内河高桩码头船撞动力响应分析 |
| 关键词： | 高桩码头;船舶撞击力;结构位移;动力响应 |
| 摘要： | 本文在分析船舶-码头结构的船撞动力响应的基础上，考虑桩周土体的影响，建立了土体模型，对于码头结构直接与船舶接触的橡胶护舷，采用实际尺寸，进行详细的建模及网格划分。本文采用的案例码头为某带叉桩的内河架空直立式高桩码头，利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA，分析了不同码头横梁结构刚度、船舶刚度、船舶吨位、船舶靠泊速度、船舶靠泊角度及船舶靠泊水位下船舶撞击力、码头结构位移和码头结构应力，并与全直桩架空直立式码头的动力响应进行对比，主要结论如下: (1)码头结构遭受船舶撞击后，其撞击力时程曲线近似为抛物线，船舶撞击持续时间很短，在1s内撞击力迅速达到极值，随后逐渐降低最后减小为零。但是当船舶质量较大，靠泊速度较大，靠泊角度较大时，船舶可能与码头发生二次撞击。 (2)船舶撞击力随码头横梁结构刚度、船舶刚度、船舶吨位、船舶靠泊速度以及船舶靠泊角度的增大而增大。船舶靠泊水位对船舶撞击力的影响很大，其中船舶靠泊在最底层系缆时，船舶撞击力最大，码头结构最大主应力最大，但码头结构的位移较小。船舶靠泊在第三层系缆处码头结构位移最大，但撞击力及码头结构最大主应力较小。 (3)与采用桩端嵌固的船舶-码头结构模型的计算结果对比发现，考虑桩土效应会增加位移，简化模型会增加撞击力。改变船舶吨位时，两种方式下船舶撞击力时程曲线一致，碰撞时间大致相等，但采用桩端嵌固下船舶最大撞击力要大与考虑桩土影响下，船舶吨位较大时，差距较小。与理论值进行对比发现，根据港口工程荷载规范得出的理论值偏小，在计算选取时应加以注意。 (4)与采用全直桩的架空直立式码头相比，带叉桩的架空直立式码头在遭受船舶撞击后码头结构位移及结构最大主应力均较小，说明其对船舶撞击力的承受能力及结构变形控制能力均更好。 |
| 作者： | 段茜 |
| 专业： | 水利工程；港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 周世良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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