新型GFRP柔性防船撞浮箱内部构造及消能机理研究
发布时间：2021-04-12 21:11
近几年,伴随着社会的进步、科技的发展以及我国对公路桥梁大量的投入,桥梁行业的发展也得到了迅速增长。但由于我国水上航运业不断增多,而各桥梁桥墩已对船舶的航行起到障碍作用,使船撞事故发生率不断提高。对已修建好的桥梁,很多设计师都采用一些被动防撞设施（缓冲作用）来保护桥墩的安全。在国内近年来很多设计师开始主要研究新型材料GFRP制作的防撞浮箱进行船舶撞击力的吸收,并得到了很好的效果。本文以某桥墩GFRP柔性防撞浮箱工程为背景,通过有限元软件数值模拟分析对比,对新型GFRP柔性防撞浮箱内部构造与消能机理展开了一系列研究。本文引述了国内外对船桥碰撞研究进展情况,并对国内外关于桥墩撞击力的规范进行一系列学习与研究,分析前人对于防撞浮箱的设计思想,在其基础之上对GFRP防撞浮箱工程结构模型展开设计研究。首先通过对装有不同形状与厚度内部消能筒的浮箱进行了一系列设计研究,确定吸收船舶撞击力最佳的浮箱内部消能筒厚度与形状的形式;其次在最佳形式消能筒基础上对浮箱内部消能筒连接方式进行了对比设计,选择消能效果较好的连接方式;最后在确定消能筒形式基础上,对相同消能筒与不同厚度外箱组合的浮箱展开了设计,确定其中最...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
主从面示意图
B=0 (1.18)图1.2 两物体接触通过式（1.18）得出物体 A 与物体 B 不能彼此重叠，由于一开始两物体的接触点无法确定，因此不能使用微分方程或代数来表示大变形问题中的非嵌入条件，只能在每一时步 t对比AC面上物体A与B对应节点的坐标来实现位移协调条件：UNA-UNB= uA-uBnA≤0AC或VNA-VNB= vA-vBnA≤0AC(1.19)式中，下标 N 表示接触法向。2）接触面力条件根据牛顿第三定律，其接触面力应满足一下条件：tNA+tNB=0tTA+tTB=0(1.20)式中，tNA与tNB分别为物体 A 与 B 的法向接触力； 与 分别为物体 A 与 B 的
穿透主面时有可能接触到的主单元表面。图1.3 从节点与主面接触示意图3）确定从节点 在主单元面上的接触点 c 位置。得出主单元面上任一点位置矢量：r=f1ξ,η i1+f2ξ,η i2+f3ξ,η i3（1.21）式中，fiξ,η = ∮j4j=1ξ,η xij，∮jξ,η =14(1+ξjξ)(1+ηjη)， 是单元第 j 节点的xi坐标值；i1，i2，i3是各坐标轴的单位矢量。4）检查是否有从节点穿透主面若l=nit-r ξc,ηc＜0，说明从节点 已经穿透含有接触c= ξc,ηc点的主单元面。其中， 是主单元面的外法线单元矢量：ni= r ξξc,ηc× r ξξc,ηc/ r ξξc,ηc× r ξξc,ηc（1.22）若
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国桥梁技术的现状与展望[J]. 张喜刚,刘高,马军海,吴宏波,付佰勇,高原. 科学通报. 2016(Z1)
[2]桥墩新型防船撞装置防撞性能研究[J]. 姜华,耿波,张锡祥. 振动与冲击. 2014(17)
[3]高耐久性FRP桥梁结构、构件的研究与实践[J]. 张锡祥,巫祖烈,杨忠,李华基. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2011(S2)
[4]一种新型FRP桥墩防撞浮箱结构[J]. 张锡祥,王智祥,巫祖烈,王家林,杜柏松. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2011(03)
[5]基于事故记录的船撞桥故障树建立[J]. 林铁良,王君杰,陈艾荣,干宏程. 同济大学学报(自然科学版). 2006(04)
[6]FRP在工程结构中的应用与发展[J]. 叶列平,冯鹏. 土木工程学报. 2006(03)
[7]基于整船整桥模型的船桥碰撞数值仿真[J]. 刘建成,顾永宁. 工程力学. 2003(05)
[8]桥墩防护装置数值模拟分析[J]. 王朝军,陈传尧,章建军,刘小虎. 国外桥梁. 2001(04)
[9]桥墩受船队撞击的强度核算[J]. 鲁鄂. 武汉造船. 1997(04)
[10]船队撞击大桥桥墩时的能量计算方法[J]. 陈楚珍,肖荣清,苗卡莎,雷开运. 武汉水利电力大学学报. 1996(02)
博士论文
[1]桥梁船撞安全评估[D]. 耿波.同济大学 2007
硕士论文
[1]FRP桥墩柔性防撞浮箱燕尾槽连接结构行为研究[D]. 郑博文.重庆交通大学 2016
[2]FRP桥墩防撞浮箱在桥墩防撞方面的试验研究[D]. 李提军.重庆交通大学 2013
[3]新型桥墩防船撞装置的性能研究[D]. 王红梅.重庆交通大学 2013
本文编号：3133991
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
主从面示意图
B=0 (1.18)图1.2 两物体接触通过式（1.18）得出物体 A 与物体 B 不能彼此重叠，由于一开始两物体的接触点无法确定，因此不能使用微分方程或代数来表示大变形问题中的非嵌入条件，只能在每一时步 t对比AC面上物体A与B对应节点的坐标来实现位移协调条件：UNA-UNB= uA-uBnA≤0AC或VNA-VNB= vA-vBnA≤0AC(1.19)式中，下标 N 表示接触法向。2）接触面力条件根据牛顿第三定律，其接触面力应满足一下条件：tNA+tNB=0tTA+tTB=0(1.20)式中，tNA与tNB分别为物体 A 与 B 的法向接触力； 与 分别为物体 A 与 B 的
穿透主面时有可能接触到的主单元表面。图1.3 从节点与主面接触示意图3）确定从节点 在主单元面上的接触点 c 位置。得出主单元面上任一点位置矢量：r=f1ξ,η i1+f2ξ,η i2+f3ξ,η i3（1.21）式中，fiξ,η = ∮j4j=1ξ,η xij，∮jξ,η =14(1+ξjξ)(1+ηjη)， 是单元第 j 节点的xi坐标值；i1，i2，i3是各坐标轴的单位矢量。4）检查是否有从节点穿透主面若l=nit-r ξc,ηc＜0，说明从节点 已经穿透含有接触c= ξc,ηc点的主单元面。其中， 是主单元面的外法线单元矢量：ni= r ξξc,ηc× r ξξc,ηc/ r ξξc,ηc× r ξξc,ηc（1.22）若
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国桥梁技术的现状与展望[J]. 张喜刚,刘高,马军海,吴宏波,付佰勇,高原. 科学通报. 2016(Z1)
[2]桥墩新型防船撞装置防撞性能研究[J]. 姜华,耿波,张锡祥. 振动与冲击. 2014(17)
[3]高耐久性FRP桥梁结构、构件的研究与实践[J]. 张锡祥,巫祖烈,杨忠,李华基. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2011(S2)
[4]一种新型FRP桥墩防撞浮箱结构[J]. 张锡祥,王智祥,巫祖烈,王家林,杜柏松. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2011(03)
[5]基于事故记录的船撞桥故障树建立[J]. 林铁良,王君杰,陈艾荣,干宏程. 同济大学学报(自然科学版). 2006(04)
[6]FRP在工程结构中的应用与发展[J]. 叶列平,冯鹏. 土木工程学报. 2006(03)
[7]基于整船整桥模型的船桥碰撞数值仿真[J]. 刘建成,顾永宁. 工程力学. 2003(05)
[8]桥墩防护装置数值模拟分析[J]. 王朝军,陈传尧,章建军,刘小虎. 国外桥梁. 2001(04)
[9]桥墩受船队撞击的强度核算[J]. 鲁鄂. 武汉造船. 1997(04)
[10]船队撞击大桥桥墩时的能量计算方法[J]. 陈楚珍,肖荣清,苗卡莎,雷开运. 武汉水利电力大学学报. 1996(02)
博士论文
[1]桥梁船撞安全评估[D]. 耿波.同济大学 2007
硕士论文
[1]FRP桥墩柔性防撞浮箱燕尾槽连接结构行为研究[D]. 郑博文.重庆交通大学 2016
[2]FRP桥墩防撞浮箱在桥墩防撞方面的试验研究[D]. 李提军.重庆交通大学 2013
[3]新型桥墩防船撞装置的性能研究[D]. 王红梅.重庆交通大学 2013
本文编号：3133991
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