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桥墩柔性抗船撞装置关键结构参数对冲击响应的影响
| 论文题名： | 桥墩柔性抗船撞装置关键结构参数对冲击响应的影响 |
| 关键词： | 桥墩;柔性抗船撞装置;冲击载荷;动态响应 |
| 摘要： | 随着交通运输业的快速发展，船撞桥事故数量不断增加，船撞桥的潜在风险越来越大，船撞桥成为一项重要课题。试验表明,在桥墩上加设防撞设施是一种有效的防护措施。本文针对我国自主研发的新型桥梁柔性抗船撞装置,通过建立不同的简化分析模型，研究抗船撞装置主要结构参量对冲击响应的影响。主要工作有： 1）抗船撞装置简化为椭圆型物理模型：由两个椭圆形梁为内外钢围以及均布且垂直于内外刚围之间的防撞圈构成，其中内刚围为刚性梁、与桥墩相接触，外钢围为弹性梁、外侧受船舶撞击，钢围之间由均布弹簧圈支撑连接。数值计算装置模型在冲击载荷作用下的动态响应，并分析主要无量纲参数对结构动态响应的影响。 2）抗船撞装置简化为六边形物理模型：由两个相似的六边形梁为内外钢围以及均布且垂直于六边形各边的防撞圈构成，其中内钢围为刚性梁、与桥墩相接触，外钢围外侧受船舶撞击。首先考虑外钢围为刚性梁、防撞圈为大变形弹簧，分析装置在冲击载荷作用下的平动，研究了防撞圈力学性能对装置动态响应的影响，并讨论了平动下装置的最大撞击力；另外还研究了装置在准静态下的扭转性能，并分析准静态下装置的平动和转动耦合作用对结构响应的影响。进一步考虑外钢围为弹性梁、防撞圈为小变形弹簧的情况，采用 Laplace变换和数值 Laplace逆变换，计算分析外钢围在冲击载荷作用下的动态响应，研究外钢围等效抗弯刚度、钢围结构角等外钢围主要结构参数对抗船撞装置动态响应的影响，结果表明：外刚围结构在冲击载荷作用下存在临界等效抗弯刚度。当外钢围等效抗弯刚度达到该临界值后，该外钢围在冲击载荷作用下可以近似为刚性。 3）建立抗船撞装置有限元模型，并将有限元仿真结果与六边形物理模型算例进行对比，验证简化模型的分析精确度。采用该分析模型能够实现对新型柔性抗船撞装置主要设计参数的的预估，为确定防撞装置的关键参数提供了理论依据。 |
| 作者： | 王硕 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 杨黎明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 宁波大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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