船舶-橋墩碰撞有限元數(shù)值仿真及橋墩防撞裝置的研究.pdf

1、隨著當今世界經濟和科技的飛速發(fā)展，各種大型橋梁如雨后春筍般的拔地而起，同時，在這些橋梁所在航道上行駛的船舶種類和數(shù)量也越來越繁多，這就使得橋梁與船舶之間出現(xiàn)越來越大的矛盾沖突:船舶與橋梁碰撞事故頻繁發(fā)生。所以為了減少此類事故的發(fā)生，越來越多的科研人員投入到對船-橋碰撞機理以及橋墩防撞裝置的研究中。
　　基于船-橋碰撞的嚴峻形勢，本文的研究內容分為兩大部分:
　　(1)首先通過查閱資料，詳細的了解了船-橋碰撞的基本機理以及國內

2、外關于撞擊力的各種簡化公式和規(guī)范。在此基礎上，利用有限元軟件LS-DYNA對船舶撞擊橋墩進行數(shù)值仿真，通過對不同工況的有限元計算，確定不同因素對碰撞過程的影響。主要因素為:船舶速度、橋墩類型、碰撞位置、船舶噸位、碰撞角度;主要計算結果是:撞擊力、船首撞深、橋墩位移、船舶和橋墩碰撞應力等等。最后，將本文關于撞擊力的有限元計算結果與國內外各種簡化公式和規(guī)范進行比較，判斷有限元計算結果的正確性。
　　(2)通過對國內外已有橋墩防撞裝置進

3、行綜合的評述，同時結合本文第一部分中的相關計算結果，本文提出兩種橋墩防撞方案:“固定式橡膠護弦橋墩防撞”;“FRP橋墩防撞浮箱”。分別對這兩種方案進行有限元模擬，判斷不同方案的防撞效果，判斷依據(jù)主要是:最大撞擊力、碰撞持續(xù)時間、能量吸收、碰撞應力、橋墩位移。
　　針對以上兩個研究部分，本文共分為五章:第一章和第二章主要對船-橋碰撞研究的基本概況、基本計算方法和理論、國內外各種簡化公式和規(guī)范、有限元算法、以及混凝土本構模型進行詳細陳