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基于倒塌概率的桥梁抗撞设计方法研究
| 论文题名： | 基于倒塌概率的桥梁抗撞设计方法研究 |
| 关键词： | 桥梁;抗撞设计;倒塌概率;风险评估;有限元法 |
| 摘要： | 随着国内外跨河流跨港湾桥梁建设数量的增加，桥梁遭受船舶等水上移动设施碰撞的事故和风险与日俱增，尤其在大型海湾桥梁防撞方面，通航船舶数量多且船舶质量大，桥墩受撞风险提高，对防撞设计提出了更高的要求。本文以某大型跨海湾桥梁抗撞设计为背景，提出结合桥墩抗撞力和采取防撞设施的思路，以期在设计成本可控基础上满足桥梁船撞风险要求。 运用船桥碰撞风险评估方法，充分考虑桥梁船撞概率性因素，对各桥墩进行船撞风险评估，确定风险结果是否满足设计要求，同时筛选出风险较高桥墩，作为抗撞设计对象。基于对设计对象的风险评估，设计多种行之有效的防撞方案，并进行可行性论证分析。 首先，利用桥梁、船舶交通、区域水文资料等主要参数，运用美国AASHTO规范船桥碰撞倒塌概率计算方法对主航道区域桥墩进行倒塌概率计算。在未达规范标准情况下对较高风险桥墩进行敏感性分析，判别主要影响因素，确定出提高抗撞力和消减船撞力两个主要抗撞设计方向。 其次，在提高桥墩抗撞力方面实施增加桥墩桩基础数量措施，依据规范抗撞计算方法，利用有限元法，对增加桩基础方法有效性进行验证，揭示桩基础数量、桥墩抗撞力、倒塌概率的一般性关系，为方案具体设计提供量化参考。重新计算倒塌概率，确定方案效果。 最后，在倒塌概率仍未满足要求基础上，实施加装防撞设施的消减船撞力方案。基于倒塌概率研究防撞设施方案的实施对象，针对性地设计一种通用的耐撞性能良好成本可控的防撞结构。通过实施防撞设施方案进一步降低倒塌概率，使其最终满足规范要求，获得安全性经济性平衡效果。 |
| 作者： | 高延祥 |
| 专业： | 机械 |
| 导师： | 许明财;鲍莉霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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