橋墩碰撞力的力學(xué)模型與計(jì)算方法研究.pdf

1、隨著國(guó)家交通建設(shè)的迅猛發(fā)展，我國(guó)跨越江河的大中橋、特大橋在逐年增多。與此同時(shí)船舶運(yùn)輸流量、船舶運(yùn)輸噸位也在逐年增大，橋梁墩、臺(tái)受船舶撞擊的事故時(shí)常發(fā)生，嚴(yán)重威脅到橋梁的安全和交通的順暢。因此深入開(kāi)展船橋碰撞機(jī)理的研究，提高橋梁抗船撞能力具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。本研究主要內(nèi)容如下： ⑴基于Timoshenko剪切變形理論和Hamilton能量泛函變分原理，考慮橋墩的彎曲變形、剪切變形和上部結(jié)構(gòu)的軸向壓力，建立了船舶撞擊橋墩的

2、力學(xué)模型，從而推導(dǎo)出碰撞體系的動(dòng)力微分方程。 ⑵采用積分變換方法，對(duì)碰撞體系的控制微分方程和邊界條件進(jìn)行Laplace變換，在頻域內(nèi)求得波動(dòng)解，然后采用Crump逆變換方法，使用數(shù)學(xué)軟件Matlab編程進(jìn)行數(shù)值反演，最后得到時(shí)域內(nèi)的撞擊力和各種動(dòng)態(tài)響應(yīng)。本文方法適用于不同邊界條件的橋墩的動(dòng)力響應(yīng)求解。 ⑶通過(guò)與有限元軟件ANSYS/LS-DYNA計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，證明了本文計(jì)算方法的正確性且有較好的計(jì)算精度。 ⑷