船舶撞击高速铁路桥梁的简化模型及动力分析
发布时间：2021-07-12 08:27
随着交通事业的蓬勃发展,许多跨越江河的大型桥梁已经投入使用,同时江河中行驶的船舶的吨位和航速也不断增加。各种因素导致船舶与桥梁相撞事故时常发生。本文建立1900DWT（载重吨位）船型撞击高速铁路桥墩模型,并做出动力放大系数谱,对整体模型进行简化分析,初步评价了结构在船舶撞击作用下的损伤。主要工作如下:1.对国内外船舶撞击桥梁结构引发的重大事故及相关研究现状进行了综述,总结了船舶撞击桥墩研究内容及分析方法,归纳了有关船舶撞击荷载的规范和计算方法及经验公式。2.利用ANSYS/LS-DYNA软件,建立船舶撞击桥墩的有限元分析模型,分别考虑了船头弹性和弹塑性时,船舶以不同船速撞击江河中常见的圆形和圆端形桥墩的各类工况,并得到了船舶撞击力和桥墩结构动力响应的时程曲线。通过对比得到,考虑船头弹性时,最大撞击力、桥墩墩顶位移和墩顶加速度均大于船头为弹塑性时的响应。船舶撞击速度越大,最大撞击力、桥墩墩顶位移和墩顶加速度越大。船舶撞击作用下,圆端形桥墩的墩顶响要小于圆形桥墩的墩顶响应。3.借鉴地震反应谱分析方法,将反应谱分析的方法应用于碰撞反应的分析中。将船舶的最大撞击力和船舶航速建立关系,并拟合出关...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３广茂铁路西江大桥被撞??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｈｅ?ＧｕａｎｇＭａｏ?Ｒａｉｌｗａｙ?ＸｉＪｉａｎｇ?Ｂｒｉｄｇｅ?ｃｏｌｌｉｄｅｄ?ｂｙ?ｖｅｓｓｅｌ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ??
Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｔｈｅ?Ｈｏｎｇｑｉｌｉ?Ｂｒｉｄｇｅ?ｃｏｌｌｉｄｅｄ?ｂｙ?ｖｅｓｓｅｌ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ??２０１５年１０月１５日１８时许，广茂铁路的西江公铁两用大桥被一艘货船撞击，??如图１－３所示。受撞击的影响，途径该区段的２７趟列车均调整运行区段或停止运??行。铁路负责部门立即启动应急预案，抢修队伍和机械设备到现场抢修，成立调??查组对事件开展详细调查。??图１－３广茂铁路西江大桥被撞??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｈｅ?ＧｕａｎｇＭａｏ?Ｒａｉｌｗａｙ?ＸｉＪｉａｎｇ?Ｂｒｉｄｇｅ?ｃｏｌｌｉｄｅｄ?ｂｙ?ｖｅｓｓｅｌ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ??２０１６年１月１５日早晨６时许，一艘运沙船沿湘江从湘潭往长沙方向行驶时，??因偏离航道，撞到了湘潭湘江铁路桥钢架，如图１－４所示。撞击造成桥梁受损，导??致沪昆铁路下行线（往昆明方向）于当日上午８：?３０封锁，事故未造成人员伤亡。??原本过往船只是从靠东的第一个桥墩和第四个桥墩之间的空隙穿行的，而该船卡??在第四个桥墩和第五个桥墩之间的钢架结构中，受此影响途径列车将出现不同程??度的晚点。??２??
?「扉?Ｉ?ＩＩＩ??图１－２洪奇沥大桥被撞??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｔｈｅ?Ｈｏｎｇｑｉｌｉ?Ｂｒｉｄｇｅ?ｃｏｌｌｉｄｅｄ?ｂｙ?ｖｅｓｓｅｌ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ??２０１５年１０月１５日１８时许，广茂铁路的西江公铁两用大桥被一艘货船撞击，??如图１－３所示。受撞击的影响，途径该区段的２７趟列车均调整运行区段或停止运??行。铁路负责部门立即启动应急预案，抢修队伍和机械设备到现场抢修，成立调??查组对事件开展详细调查。??图１－３广茂铁路西江大桥被撞??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｈｅ?ＧｕａｎｇＭａｏ?Ｒａｉｌｗａｙ?ＸｉＪｉａｎｇ?Ｂｒｉｄｇｅ?ｃｏｌｌｉｄｅｄ?ｂｙ?ｖｅｓｓｅｌ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ??２０１６年１月１５日早晨６时许，一艘运沙船沿湘江从湘潭往长沙方向行驶时，??因偏离航道，撞到了湘潭湘江铁路桥钢架，如图１－４所示。撞击造成桥梁受损，导??致沪昆铁路下行线（往昆明方向）于当日上午８：?３０封锁，事故未造成人员伤亡。??原本过往船只是从靠东的第一个桥墩和第四个桥墩之间的空隙穿行的，而该船卡??在第四个桥墩和第五个桥墩之间的钢架结构中
【参考文献】：
期刊论文
[1]车撞作用下桥墩非线性损伤及加固措施研究[J]. 曹伟,吴合良,贺耀北. 中外公路. 2017(04)
[2]船桥碰撞的质量-弹簧等效模型研究[J]. 王银辉,袁伟东,张存辉,邹毅松. 公路与汽运. 2016(01)
[3]船舶撞击作用下车桥系统动力响应及高速列车运行安全分析[J]. 夏超逸,张楠,夏禾,崔堃鹏. 振动与冲击. 2015(06)
[4]船撞设计冲击谱研究[J]. 王君杰,喻志然. 振动与冲击. 2014(14)
[5]船舶与桥墩撞击力-撞深关系概率模型[J]. 王君杰,宋彦臣,卜令涛. 中国公路学报. 2014(06)
[6]高速铁路桥墩汽车撞击力的数值模拟与特性分析[J]. 崔堃鹏,夏超逸,刘炎海,夏禾,吴萱. 桥梁建设. 2013(06)
[7]基于能量的船桥碰撞力计算方法[J]. 冯清海,吴宏波. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2013(05)
[8]汽车撞击作用下车桥系统的动力响应及高速列车运行安全分析[J]. 夏超逸,张楠,夏禾. 工程力学. 2013(08)
[9]撞击荷载作用下高速铁路桥梁的动力响应及列车运行安全分析[J]. 夏超逸,雷俊卿,张楠,夏禾. 工程力学. 2012(12)
[10]流冰撞击力作用下列车-简支梁桥耦合振动分析[J]. 夏超逸,雷俊卿,张楠. 振动与冲击. 2012(13)
博士论文
[1]汽车撞击荷载及其作用下高速列车与桥梁系统动力响应与列车运行安全研究[D]. 崔堃鹏.北京交通大学 2015
[2]撞击荷载作用下车桥系统的动力响应及高速列车运行安全研究[D]. 夏超逸.北京交通大学 2012
[3]传统反应谱CQC法研究与改进[D]. 刘庆林.浙江大学 2007
硕士论文
[1]船桥碰撞中流固耦合和桩土联合作用影响的研究[D]. 徐小剑.重庆交通大学 2013
[2]船桥碰撞有限元数值仿真研究[D]. 夏玲.武汉理工大学 2012
[3]滚石与桥墩碰撞的数值仿真分析及防撞研究[D]. 连永庆.重庆交通大学 2011
[4]船桥碰撞动力响应研究[D]. 徐中山.华南理工大学 2010
[5]船与大跨度桥梁桥墩碰撞仿真分析研究[D]. 贺亮.西南交通大学 2009
[6]桥梁设计船撞力及损伤状态仿真研究[D]. 陈诚.同济大学 2006
本文编号：3279559
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３广茂铁路西江大桥被撞??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｈｅ?ＧｕａｎｇＭａｏ?Ｒａｉｌｗａｙ?ＸｉＪｉａｎｇ?Ｂｒｉｄｇｅ?ｃｏｌｌｉｄｅｄ?ｂｙ?ｖｅｓｓｅｌ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ??
Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｔｈｅ?Ｈｏｎｇｑｉｌｉ?Ｂｒｉｄｇｅ?ｃｏｌｌｉｄｅｄ?ｂｙ?ｖｅｓｓｅｌ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ??２０１５年１０月１５日１８时许，广茂铁路的西江公铁两用大桥被一艘货船撞击，??如图１－３所示。受撞击的影响，途径该区段的２７趟列车均调整运行区段或停止运??行。铁路负责部门立即启动应急预案，抢修队伍和机械设备到现场抢修，成立调??查组对事件开展详细调查。??图１－３广茂铁路西江大桥被撞??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｈｅ?ＧｕａｎｇＭａｏ?Ｒａｉｌｗａｙ?ＸｉＪｉａｎｇ?Ｂｒｉｄｇｅ?ｃｏｌｌｉｄｅｄ?ｂｙ?ｖｅｓｓｅｌ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ??２０１６年１月１５日早晨６时许，一艘运沙船沿湘江从湘潭往长沙方向行驶时，??因偏离航道，撞到了湘潭湘江铁路桥钢架，如图１－４所示。撞击造成桥梁受损，导??致沪昆铁路下行线（往昆明方向）于当日上午８：?３０封锁，事故未造成人员伤亡。??原本过往船只是从靠东的第一个桥墩和第四个桥墩之间的空隙穿行的，而该船卡??在第四个桥墩和第五个桥墩之间的钢架结构中，受此影响途径列车将出现不同程??度的晚点。??２??
?「扉?Ｉ?ＩＩＩ??图１－２洪奇沥大桥被撞??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｔｈｅ?Ｈｏｎｇｑｉｌｉ?Ｂｒｉｄｇｅ?ｃｏｌｌｉｄｅｄ?ｂｙ?ｖｅｓｓｅｌ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ??２０１５年１０月１５日１８时许，广茂铁路的西江公铁两用大桥被一艘货船撞击，??如图１－３所示。受撞击的影响，途径该区段的２７趟列车均调整运行区段或停止运??行。铁路负责部门立即启动应急预案，抢修队伍和机械设备到现场抢修，成立调??查组对事件开展详细调查。??图１－３广茂铁路西江大桥被撞??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｈｅ?ＧｕａｎｇＭａｏ?Ｒａｉｌｗａｙ?ＸｉＪｉａｎｇ?Ｂｒｉｄｇｅ?ｃｏｌｌｉｄｅｄ?ｂｙ?ｖｅｓｓｅｌ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ??２０１６年１月１５日早晨６时许，一艘运沙船沿湘江从湘潭往长沙方向行驶时，??因偏离航道，撞到了湘潭湘江铁路桥钢架，如图１－４所示。撞击造成桥梁受损，导??致沪昆铁路下行线（往昆明方向）于当日上午８：?３０封锁，事故未造成人员伤亡。??原本过往船只是从靠东的第一个桥墩和第四个桥墩之间的空隙穿行的，而该船卡??在第四个桥墩和第五个桥墩之间的钢架结构中
【参考文献】：
期刊论文
[1]车撞作用下桥墩非线性损伤及加固措施研究[J]. 曹伟,吴合良,贺耀北. 中外公路. 2017(04)
[2]船桥碰撞的质量-弹簧等效模型研究[J]. 王银辉,袁伟东,张存辉,邹毅松. 公路与汽运. 2016(01)
[3]船舶撞击作用下车桥系统动力响应及高速列车运行安全分析[J]. 夏超逸,张楠,夏禾,崔堃鹏. 振动与冲击. 2015(06)
[4]船撞设计冲击谱研究[J]. 王君杰,喻志然. 振动与冲击. 2014(14)
[5]船舶与桥墩撞击力-撞深关系概率模型[J]. 王君杰,宋彦臣,卜令涛. 中国公路学报. 2014(06)
[6]高速铁路桥墩汽车撞击力的数值模拟与特性分析[J]. 崔堃鹏,夏超逸,刘炎海,夏禾,吴萱. 桥梁建设. 2013(06)
[7]基于能量的船桥碰撞力计算方法[J]. 冯清海,吴宏波. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2013(05)
[8]汽车撞击作用下车桥系统的动力响应及高速列车运行安全分析[J]. 夏超逸,张楠,夏禾. 工程力学. 2013(08)
[9]撞击荷载作用下高速铁路桥梁的动力响应及列车运行安全分析[J]. 夏超逸,雷俊卿,张楠,夏禾. 工程力学. 2012(12)
[10]流冰撞击力作用下列车-简支梁桥耦合振动分析[J]. 夏超逸,雷俊卿,张楠. 振动与冲击. 2012(13)
博士论文
[1]汽车撞击荷载及其作用下高速列车与桥梁系统动力响应与列车运行安全研究[D]. 崔堃鹏.北京交通大学 2015
[2]撞击荷载作用下车桥系统的动力响应及高速列车运行安全研究[D]. 夏超逸.北京交通大学 2012
[3]传统反应谱CQC法研究与改进[D]. 刘庆林.浙江大学 2007
硕士论文
[1]船桥碰撞中流固耦合和桩土联合作用影响的研究[D]. 徐小剑.重庆交通大学 2013
[2]船桥碰撞有限元数值仿真研究[D]. 夏玲.武汉理工大学 2012
[3]滚石与桥墩碰撞的数值仿真分析及防撞研究[D]. 连永庆.重庆交通大学 2011
[4]船桥碰撞动力响应研究[D]. 徐中山.华南理工大学 2010
[5]船与大跨度桥梁桥墩碰撞仿真分析研究[D]. 贺亮.西南交通大学 2009
[6]桥梁设计船撞力及损伤状态仿真研究[D]. 陈诚.同济大学 2006
本文编号：3279559
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