橋墩遭受船舶撞擊下的動力響應及其防撞結構研究.pdf

1、伴隨著交通運輸事業(yè)的迅速發(fā)展，船橋相撞的事故屢屢發(fā)生，已受到越來越多的關注和研究。本文基于多種力學理論和數值模擬技術，采用LS-DYNA軟件，研究了橋墩遭受船舶撞擊時的動力響應及其變化規(guī)律，并討論了各撞擊參數對橋墩動力響應的影響；總結了前人對防撞結構的設計思路，并設計了橋墩防撞結構；通過研究船舶撞擊橋墩防撞結構時橋墩和船舶的動力響應，對比分析了防撞結構的有效性，并討論了各碰撞參數對橋墩和船舶動力響應的影響。本文的主要研究工作和研究成果如

2、下：
　?。?）借助ANSYS/LS-DYNA建立了橋墩分離式附加質量模型和船舶模型，并模擬了船舶撞擊橋墩的全過程。通過分析碰撞過程中橋墩和船舶的動力響應發(fā)現：墩柱的位移會滯后于承臺；樁基在與承臺連接處和土體頂面處會出現高應力區(qū)。
　?。?）對水位、樁基縱筋直徑和樁基直徑進行了參數分析，對比了不同工況下橋墩和船舶的動力響應，得到以下結論：隨著水位的增加，橋墩的位移、樁基頂部截面的剪力和彎矩以及船艏的撞深也會隨之增加；隨著樁基

3、縱筋直徑和樁徑地增加，橋墩的位移會顯著減少，橋墩的變形回彈速度和船艏的撞深會顯著增加。
　?。?）設計了本文中的橋墩防撞結構，并比較了船舶撞擊橋墩防撞結構時與直接撞擊橋墩時，橋墩和船舶的動力響應。分析發(fā)現：防撞結構能夠在撞擊中起到很好的緩沖作用，能夠顯著的減少傳遞給橋墩的碰撞力；添加防撞結構后，橋墩和船舶在撞擊時的動力響應會顯著降低。
　　（4）討論了水位、碰撞位置、防撞結構外鋼圍強度和橡膠硬度對撞擊結果的影響，得到以下結論