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桥梁设计船撞力及损伤状态仿真研究
| 论文题名： | 桥梁设计船撞力及损伤状态仿真研究 |
| 关键词： | 桥梁设计;船撞力;结构损伤仿真;混凝土动力本构 |
| 摘要： | 随着科学技术和经济的飞速发展，我国跨江和跨海峡大型桥梁的建设进入了一个新的发展时期。建于通航繁忙的江河和海峡之上的桥梁，遭受船舶撞击而致损坏或倒塌的事故时有发生。因此，对于跨航道桥梁的设计，船撞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。本文正是在这种背景下进行了船撞力和船撞桥梁的损伤仿真研究，主要工作如下： (1)对几种吨位的船撞刚性墙进行了一系列的仿真计算，深入分析了船舶质量、吨位、撞击速度、撞击角度、承台形状、尺度等因素对于船撞力的影响，并建立了船撞力的简化计算公式。 (2)通过几种桩基础形式的桥梁在船舶撞击作用下的动力反应计算，对桥梁关键部位的静、动力响应进行了分析和比较，讨论了等效静力船撞力的合理性问题，并对连续刚构桥和连续梁桥的设计船撞力的取用提出了建议。 (3)在查阅大量国内外文献的基础上，对混凝土动力本构关系的研究情况进行了综述。评述和比较了几种成功应用于冲击、侵彻和爆炸等仿真研究中的混凝土动力本构关系。针对刚性球撞击混凝土板的算例，详细分析和讨论了HJC混凝土模型中的有关参数的敏感性。 (4)采用LS—DYNA程序对船与空心薄壁墩、承台以及桩基础的碰撞进行了仿真计算，给出了各种撞击情形下的船撞力时程、墩顶位移时程以及桥墩损伤形态，并对这些结果进行了分析。结果表明，桥梁基础不同部位受船舶撞击形成的损伤形态是不同的，而且由于混凝土的破损，船舶对桥墩的撞击力峰值显著降低。为获得比较真实的结果，在船舶与桥墩碰撞的仿真分析中应考虑混凝土的动态损伤特征。 |
| 作者： | 陈诚 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王君杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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