基于ABAQUS显式分析下的船舶撞击桥梁上部结构研究

发布时间：2020-06-21 04:12

【摘要】：目前水运船舶运输正在向大型化、高航速、强动力方面快速发展。但对一些已建成的桥梁而言,由于当时的船舶运输条件,其设计的通航标准和净空均较小,不能满足现行的水运航道通行要求,另外由于船舶操作人员误判,将船舶驶入非通航孔,致使船撞桥梁上部结构事故频发。目前对船舶撞击桥梁下部的研究较多,而船撞桥梁上部结构的研究还较少。鉴于此,本文总结了目前船桥碰撞研究现状、船桥碰撞理论及其简化计算方法,对各国规范中船桥碰撞的计算方法进行了对比。本文通过对船撞桥梁上部结构非线性有限元数值模拟,主要讨论了船舶吨位、碰撞速度、碰撞角度、碰撞高度、面积配箍率以及主梁形式对碰撞过程影响,主要结论如下:1.通过对碰撞过程能量分析,发现伪应变能占系统总能量小于7%,表明系统伪应变能较小,运用ABAQUS/Explicit计算结果可靠。2.虎坑大桥第二次船撞上部结构事故数值模拟结果表明:主梁梁肋上方桥面混凝土处于高压应力状态,产生沿全桥纵向的受压损伤带;受拉塑性损伤主要发生在横隔梁上方及其附近,方向沿桥横向;桥面混凝土超过90%区域发生受拉塑性损伤。数值模拟结果和事故桥梁损伤特征相吻合。3.不同主梁形式最大船撞力差异很大,顺序为:T梁箱梁空心板,T梁最大撞击力约为2.03MN,箱梁为6.66MN,空心板为7.97MN,空心板的最大船撞力是T梁4倍左右。4.采用正交试验分析法建立了船舶吨位、船舶速度、碰撞角度、碰撞高度及面积配箍率5因素5水平的正交试验,试验次数仅为全面试验方案的0.8%,显著减少试验次数。对试验结果做极差分析和方差分析得到:撞击力合力主要影响因素为船舶速度、碰撞高度及船舶吨位,而碰撞角度及面积配筋率影响较小;而切向撞击力主要因素的影响为碰撞角度、船舶速度、面积配箍率和船舶吨位,碰撞高度影响不显著。面积配箍率对切向船撞力影响很大,增加面积配箍率可以提高顺桥向的抗剪刚度。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U447;U698
【图文】：

奉化方桥船撞事故现场图

金塘大桥船撞事故现场图

【参考文献】

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本文编号：2723492