航道等级提升后桥梁船撞风险分析及防撞措施研究

发布时间：2017-11-10 18:14

  本文关键词：航道等级提升后桥梁船撞风险分析及防撞措施研究

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【摘要】：近年来随着航道等级的提升,设计通航船舶尺度增大,要求的通航净空尺度增加,桥区通航水域条件发生显著变化,桥梁存在船撞风险,需实施防撞设施工程对存在风险的桥梁进行防撞保护。国内外因船舶撞击而导致桥梁垮塌或严重破坏的事故逐渐怎多,平均每年就有一座大型桥梁因为船舶撞击而遭受严重破坏甚至倒塌。本文以北江(乌石至三水河口)航道整治工程为依托,航段经整治由Ⅳ级提升为Ⅲ级后,桥梁存在船撞风险,需实施防撞设施工程对存在风险的桥梁进行防撞保护。根据船撞桥偏航概率模型,分析整治河段桥各参数对船撞桥概率的影响,计算船舶撞击桥梁各涉水桥墩的年撞击概率,确定了存在较大船撞风险的桥梁与涉水桥墩。建立船撞桥损伤概率模型,分析桥梁各部位抗撞能力、桥梁各部位船舶撞击力及各部位的年撞击频率,得出通航孔桥墩的年撞击倒塌频率,并确定了桥梁的防船撞保护区域。利用有限元碰撞模型,对三桩式、六桩式独立防撞墩结构进行了船撞有限元仿真实验,实验结果表明:船舶撞击三桩式独立防撞墩后,结构变形较大,三桩式的防撞墩结构抗撞能力不足,该结构不具备对桥区代表船舶的设防能力。六桩式独立防撞墩,结构变形控制较好,结构稳定性较好,仍具备承载能力;上部承台与墩身结构的增大,虽提供了更为充分的惯性力和约束力,对结构防撞能力的提高主要还是依靠下部的桩结构,结构还具有较为富裕的承载能力。针对其防撞特点各不相同,在防撞墩结构方案基础上,提出了四种防撞优化方案:集中式防撞群桩、围栏式防撞群桩、浮式水上升降式防撞浮带与防撞浮式套箱。并对上述四种防撞优化方案,提出了一种代表性结构方案,建立了三维有限元仿真模型,进行了控制工况下的船撞有限元仿真实验,实验结果均表明提出的代表性结构方案可行,能够满足整治河段代表船型的设防要求。并把桥梁划分为单跨拱桥、连续拱桥与墩式桥三类,分析提出了各类桥型的防撞保护区域,并结合各桥的结构及水文地形特点,分别提出了各桥的防撞措施推荐方案。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U447;U676.1

【参考文献】

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1 刘建成,顾永宁;基于整船整桥模型的船桥碰撞数值仿真[J];工程力学;2003年05期

2 雷拓;钱江;刘成清;;混凝土损伤塑性模型应用研究[J];结构工程师;2008年02期

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本文编号：1167773