隨著內(nèi)陸地區(qū)鐵路公路交通建設(shè)的發(fā)展和內(nèi)河航道船舶運輸量的上升,內(nèi)河船舶與橋梁碰撞事故發(fā)生的概率正在不斷增大,船橋碰撞事故危及橋梁的結(jié)構(gòu)安全和通航船舶運營安全。橋梁防船撞設(shè)計是工程設(shè)計建造必須解決的安全課題,現(xiàn)有的分析理論和設(shè)計規(guī)范在船橋碰撞響應(yīng)分析、撞擊力模型、橋墩防撞技術(shù)等重要基礎(chǔ)問題的研究還存在不足。在總結(jié)分析既有研究成果基礎(chǔ)上,采用有限元數(shù)值分析方法,對內(nèi)河船舶與橋墩斜向碰撞過程的復(fù)雜動力響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值模擬研究,基于數(shù)值分析結(jié)果提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便的防船撞裝置。本文首先結(jié)合實際工程參數(shù),建立了跨內(nèi)河航道鐵路橋梁重力式橋墩結(jié)構(gòu)、公路橋梁柱式橋墩結(jié)構(gòu)和內(nèi)河航道900噸級散貨船的全尺寸有限元模型。同時,為分析土體對橋墩結(jié)構(gòu)的影響,分別建立了重力式墩、柱式墩與船舶碰撞的樁土耦合有限元模型,通過數(shù)值模擬分析土體的影響,計算表明樁土耦合模型的計算精度高于樁基嵌固模型。其次,考慮動水壓力作用,分別對重力式墩、柱式墩結(jié)構(gòu)與900噸級散貨船舶在四種碰撞角度以及五種碰撞速度共20種碰撞過程進(jìn)行有限元數(shù)值仿真,橋墩動力響應(yīng)計算結(jié)果表明,隨著碰撞角度的減小,碰撞過程的持續(xù)時間有明顯縮短的趨勢;碰撞... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 船橋碰撞理論體系概述
        1.2.2 橋墩防船撞結(jié)構(gòu)的研究及其進(jìn)展
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 船橋碰撞力的計算方法
    2.1 船橋碰撞力計算經(jīng)驗公式與規(guī)范
        2.1.1 沃辛經(jīng)驗公式
        2.1.2 彼得森經(jīng)驗公式
        2.1.3 陳誠公式
        2.1.4 美國公路工程師協(xié)會規(guī)范公式
        2.1.5 歐洲規(guī)范公式
        2.1.6 國內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范公式
    2.2 船橋碰撞力計算的有限元方法
        2.2.1 非線性有限元控制方程
        2.2.2 基于控制方程的有限元仿真
第3章 考慮動水壓力與樁土效應(yīng)的船橋建模
    3.1 船舶結(jié)構(gòu)的有限元模型
        3.1.1 船型選取與船體材料的本構(gòu)模型
        3.1.2 動水壓力作用對船體的影響
    3.2 橋墩結(jié)構(gòu)有限元模型
        3.2.1 橋墩類型選取與混凝土材料的本構(gòu)模型
        3.2.2 鐵路橋梁重力式橋墩結(jié)構(gòu)的建模
        3.2.3 公路橋梁柱式橋墩結(jié)構(gòu)的建模
    3.3 樁土效應(yīng)分析
        3.3.1 基于土體本構(gòu)特性的樁土耦合模型
        3.3.2 基于等效嵌固的樁基嵌固模型
        3.3.3 樁土耦合、樁基嵌固模型計算結(jié)果對比
    3.4 本章小結(jié)
第4章 船舶與橋墩結(jié)構(gòu)碰撞過程數(shù)值模擬
    4.1 碰撞角度對碰撞過程的影響
        4.1.1 重力式墩不同碰撞角度下的動力響應(yīng)
        4.1.2 柱式墩不同碰撞角度下的動力響應(yīng)
    4.2 碰撞速度對碰撞過程的影響
        4.2.1 重力式墩不同碰撞速度下的動力響應(yīng)
        4.2.2 柱式墩不同碰撞速度下的動力響應(yīng)
    4.3 本章小結(jié)
第5章 附著式可旋轉(zhuǎn)防船撞裝置研究
    5.1 橋梁防船撞結(jié)構(gòu)的工作原理與分類
    5.2 附著式可旋轉(zhuǎn)防船撞護(hù)筒有限元模型
    5.3 可旋轉(zhuǎn)防船撞護(hù)筒與船舶碰撞的數(shù)值仿真
        5.3.1 碰撞力對比
        5.3.2 防船撞護(hù)筒的應(yīng)力分布與變形
        5.3.3 防船撞護(hù)筒的吸能特性
    5.4 關(guān)于可旋轉(zhuǎn)防船撞護(hù)筒的優(yōu)化
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    1.主要結(jié)論
    2.研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
碩士階段發(fā)表的論文及參與的科研項目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]橋梁防撞裝置中FRP單元樹脂選型探討[J]. 卞清.  低溫建筑技術(shù). 2017(09)
[2]拱形自浮式水上升降防撞裝置防撞帶結(jié)構(gòu)形式比選[J]. 余葵,儲雪權(quán),陶超,馬希欽.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(13)
[3]FRP約束混凝土圓柱應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模型[J]. 梁猛,李明海,王偉,梅佐云,宋曉光,秘星.  建筑結(jié)構(gòu). 2016(S1)
[4]船撞沖擊下高樁橋墩高危損傷區(qū)域分布[J]. 高榮雄,李敬,唐奇文.  土木工程與管理學(xué)報. 2016(01)
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[7]幾種常用混凝土動態(tài)損傷本構(gòu)模型評述[J]. 李世民,李曉軍.  混凝土. 2011(06)
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碩士論文
[1]船舶撞擊橋梁的理論分析與試驗研究[D]. 徐春林.南京航空航天大學(xué) 2011
[2]船橋碰撞及橋墩防撞設(shè)施研究[D]. 尹錫軍.大連海事大學(xué) 2009
[3]橋梁設(shè)計船撞力及損傷狀態(tài)仿真研究[D]. 陳誠.同濟(jì)大學(xué) 2006



本文編號：2900402