基于弹簧—阻尼模型的桥墩防船撞装置的耗能机理研究

发布时间：2021-10-07 18:13

　　缓冲体式防撞装置主要通过延缓碰撞、拨转船头、吸收能量三大途径保护桥梁免受船舶撞击的破坏,应用于桥墩结构对减轻桥梁船撞事故的危害有非常现实的工程意义,但目前针对内河驳船撞击的防撞装置研究和应用较少。本文以防撞装置在驳船碰撞下的耗能机理为研究目标,通过建立防撞装置的弹簧-阻尼简化模型探究相关参数变化对防护性能的影响,并通过各角度的驳船撞击有限元模拟分析对其防撞耗能效果进行了验证,以及通过改变防撞装置的接触外形特征进一步全面分析其耗能机理。本文主要研究内容及成果如下:（1）防撞装置弹簧-阻尼模型关键参数分析。建立500DWT内河驳船精细化有限元模型撞击刚性桥墩;同时提出并建立防撞装置的弹簧-阻尼简化模型,开展驳船与不同弹塑性刚度参数防撞装置的碰撞动力有限元分析,对撞击力、撞深及能量关系曲线进行对比分析。结果表明,弹簧刚度和最大容许变形等参数对防撞装置的防护性能有深远的影响,并初步提出防撞装置相关参数的建议取值。（2）弹塑性钢阻尼器在防撞装置中的耗能机理分析。建立弹塑性钢阻尼器的力学计算模型和有限元分析实体模型,计算其耗能钢构件的本构关系,并建立基于弹塑性钢阻尼器本构参数的防撞装置弹簧-阻尼模... 

【文章来源】：重庆交通大学重庆市

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

武汉长江大桥船撞事故

航运船舶的吨位和来往频次都在持续增加，这使得桥梁因船舶撞击而损坏甚至坍塌的灾难性事故越来越多。在全球上万次的船桥碰撞事故中，有约 10%的事故造成桥梁的倒塌，造成不可估量的损失。其中在我国发生的严重船桥碰撞事故就不计其数，例如：（1）武汉长江大桥自 1957 年建成后遭受过 70 余次的撞击事故受到了较为严重的损伤[2]；图 1-1 武汉长江大桥船撞事故（2）2007 年广东九江大桥由于航线视线不佳及船长判断不当被一艘装载河沙的驳船撞上，导致其引桥的一跨全部坍塌的严重事故[3]；

图 1-3 金塘大桥船撞事故远洋贸易一直是国际贸易的主流，所以目前大部分的科研学者主要从事的是带球鼻艏的海船对桥梁结构碰撞的研究，而对于内河驳船撞击桥梁结构研究的相对较少。但我国拥有众多大型河流，内河航运占有相当大的比重，且内河大小桥梁数量甚众，河流水位与水流速度都起伏不定，再加上桥墩及承台占据航道，桥梁的上部结构压缩通航净空尺寸，以及限于城市规划的问题等原因，船撞事故发生的概率大大增加。驳船是内河航道的代表性船舶，研究驳船对桥梁的碰撞问题必不可少，其中包括桥梁结构在驳船撞击下的动力响应特征及损伤规律研究，也同样包括对桥梁结构防撞装置的研究。1.2 国内外研究现状鉴于船桥碰撞问题的严重性，目前国内外学者纷纷对桥梁船撞问题开展了不同程度的研究，并设计建造了诸多形式、原理各异的桥梁防撞装置。最早于 1978

【参考文献】：
期刊论文
[1]高桩承台桥梁驳船撞等效侧向荷载作用模式[J]. 樊伟,刘斌.  中国公路学报. 2016(07)
[2]钢与混凝土界面的基本物理参数测试[J]. 苏庆田,杜霄,李晨翔,姜旭.  同济大学学报(自然科学版). 2016(04)
[3]两类船-桥碰撞力差异及桥梁结构响应分析[J]. 张景峰,李小珍,肖林,吕慧敏.  振动与冲击. 2016(04)
[4]船桥碰撞过程引发的冲击动力学论题[J]. 王礼立,陈国虞,杨黎明.  振动与冲击. 2015(03)
[5]弹塑性钢阻尼器减隔震原理在桥梁工程中的应用[J]. 何晓光,吴成亮,仝强.  中国市政工程. 2013(06)
[6]九江大桥船撞风险评估与防撞系统方案研究[J]. 《九江大桥船撞风险评估与防撞系统方案研究》课题组.  广东公路交通. 2013(01)
[7]船舶撞击桥墩的非线性有限元数值仿真[J]. 宁运琳,罗旗帜,刘夏平,熊高.  广州大学学报(自然科学版). 2011(05)
[8]船艏正撞刚性墙力—撞深关系的简化公式研究[J]. 孟德巍,王君杰.  防灾减灾工程学报. 2011(02)
[9]E型钢阻尼器数值仿真及试验研究[J]. 潘晋,吴成亮,仝强,高峰利.  振动与冲击. 2009(07)
[10]桥墩在船舶撞击作用下的损伤仿真研究[J]. 王君杰,陈诚.  工程力学. 2007(07)

硕士论文
[1]基于船舶等效模型的船桥碰撞分析[D]. 张存辉.重庆交通大学 2014
[2]武汉长江大桥桥墩防撞研究[D]. 周兴华.西南交通大学 2004



本文编号：3422532