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陈家洲湘江大桥桥墩防撞安全性评价与船撞动力响应数值仿真研究
| 论文题名： | 陈家洲湘江大桥桥墩防撞安全性评价与船撞动力响应数值仿真研究 |
| 关键词： | 船桥碰撞;安全性评价;仿真模型;动力响应;桥墩 |
| 摘要： | 随着国民经济和交通运输业的迅猛发展，我国跨江与跨海峡大型桥梁的建设进入了一个新的发展时期。船舶通行于桥下时的安全问题将显得越来越重要。所以，对于跨航道桥梁的设计，船舶撞击是一个不容忽视的问题。近年来，仿真分析的方法在船桥碰撞研究中得到了较多的应用。 因此，本文研究工作的意义主要是通过船桥碰撞仿真模拟，可以重现船舶与桥梁的接触、碰撞力、损伤变形和能量吸收的时间历程，这对船桥碰撞力的确定与桥梁结构动力响应分析非常重要。在工程设计中就能较准确地评估桥梁在船撞桥事故中的安全性。本文的主要研究工作如下: (1)通过国内外船撞桥的研究理论对船桥碰撞的力学机理进行了消化吸收，并且讨论了数值仿真计算中的关键技术，重点围绕显式有限元法的基本控制方程、有限元离散方程、材料应变率敏感性等问题进行展开。 (2)按我国公路桥涵设计规范对陈家洲湘江大桥17#桥墩进行了防撞检算，并根据AASHTO指南对此桥墩进行了风险评估。 (3)对1400吨级货船正撞陈家洲湘江大桥进行了仿真计算，获得了全桥在碰撞中的动力响应，重现了船撞桥碰撞力，碰撞能量的转化，撞击船舶与桥梁结构变形时间历程，并将其结果与防撞安全评估进行了比较与讨论。 (4)针对陈家洲湘江大桥，讨论了船舶撞击角度、船舶速度、船舶质量、桥墩材料这些因素对撞击力与其桥梁结构响应的影响。 (5)通过对陈家洲湘江大桥在不同模型下的船桥碰撞数值模拟分析，得到三种计算模型的特点与适用条件。 最后，对桥梁船撞仿真分析的研究进行了展望，对其中尚需进一步研究的问题进行了总结。 |
| 作者： | 马慕蓉 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 李德建 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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