聚氨酯夾層板橋墩防護(hù)裝置研究.pdf

1、隨著交通運(yùn)輸業(yè)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展,橫跨江海的大型橋梁越建越多,越建越長,越建越大;運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷推進(jìn)和深入,通行船只的尺度也不斷增大;另外航道技術(shù)的進(jìn)步和航道通行條件的改善,使得船型增大成為可能,航道內(nèi)船只的航行速度也隨著不斷調(diào)高。這些都將增加航行于航道內(nèi)的船只撞擊橋梁的概率和后果。另外,隨著船舶運(yùn)輸危險(xiǎn)品呈增長趨勢和恐怖主義的盛行,船撞橋的問題進(jìn)行研究的意義要比原來所認(rèn)識的更加重大。
　　橋墩防護(hù)裝置作為一種經(jīng)濟(jì)有效的防護(hù)

2、措施,被世界上越來越多的專家廣泛研究。探索開發(fā)抗沖擊性能優(yōu)良的新型結(jié)構(gòu)和新材料改進(jìn)防護(hù)裝置也是必然趨勢。夾層結(jié)構(gòu)以其優(yōu)良的抗疲勞性、抗沖擊等性能,在交通、航空、軍事領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,在改善橋墩防護(hù)裝置的研究中還未涉及。在此基礎(chǔ)上本文的研究工作及結(jié)論主要如下:
　　(1)在閱讀了大量的文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,深入了解并歸納了船橋碰撞問題的研究現(xiàn)狀、熱點(diǎn)及難點(diǎn)。
　　(2)根據(jù)碰撞力學(xué)計(jì)算理論和非線性有限元理論,借助顯示瞬態(tài)非線

3、性有限元分析軟件 ANSYS/LS-DYNA對船與防護(hù)裝置及橋墩之間的碰撞進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真模擬,研究碰撞過程中橋墩、船舶、防護(hù)裝置的損傷變形,撞擊船與防護(hù)裝置之間碰撞力的變化,能量轉(zhuǎn)換等力學(xué)現(xiàn)象。結(jié)果表明:船-防護(hù)裝置碰撞過程遵守能量守恒定律,船舶的動(dòng)能主要由防護(hù)裝置和船艏以塑性變形能的形式吸收。通過設(shè)置防護(hù)裝置大幅減小了碰撞力,起到了保護(hù)橋墩的作用,同時(shí)撞擊船舶的損傷變形得到了控制。
　　(3)討論非線性有限元數(shù)值仿真中涉及的基本理

4、論和關(guān)鍵技術(shù)。重點(diǎn)研究了聚氨酯夾層板的力學(xué)性能和材料性能,以及通過采用數(shù)值模擬的方法優(yōu)化夾層板結(jié)構(gòu)參數(shù)。結(jié)果表明:聚氨酯夾層板輕質(zhì)高強(qiáng),在碰撞過程中各構(gòu)件吸能均勻,材料利用率高,耐撞性能好;同時(shí)通過優(yōu)化夾層板結(jié)構(gòu)參數(shù)可以提高其耐撞性能。
　　(4)研究用鋼-聚氨酯夾層板改善后的橋墩防護(hù)裝置的耐撞性能,以及對船舶的保護(hù)作用。結(jié)果表明:改進(jìn)后的防護(hù)裝置很好的利用了夾層板優(yōu)異的耐撞性能,碰撞過程中減小了碰撞力,改善了防護(hù)裝置的吸能能力,