發(fā)布時間：2017-05-13 08:03

  本文關(guān)鍵詞：橋梁船撞作用及對行車安全性影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了研究船撞橋作用對橋上行車安全性的影響,以確定影響行車安全的最不利條件,本文依次就墩水耦合作用、船撞橋過程、車橋相互作用進行了計算分析。 首先,對任意截面形式的橋墩的墩水耦合進行了有限元分析,闡述了等效密度系數(shù)法的原理。以一菱形橋塔為研究對象,對比了有限元水體單元法與等效密度系數(shù)法兩種方法。 其次,運用CATIA-HYPERMESH-DYNA聯(lián)合建模求解技術(shù)對船撞橋進行數(shù)值仿真。通過計算船撞單塔模型和船撞全橋模型,得到了有墩水耦合作用和無墩水耦合作用情況下的撞擊力、橋梁動態(tài)響應(yīng)時程曲線。 最后,計算了在碰撞力作用下,單輛車和多輛車過橋時各項安全指標(biāo)的時間歷程。同時就碰撞發(fā)生時列車在橋上的不同位置、撞擊船的不同噸位、不同車速進行了參數(shù)分析。 墩水耦合作用分析表明：墩水耦合作用會使橋墩的自振頻率降低,同時會使自振振型出現(xiàn)個別振型提前和振型發(fā)散的特點；此外,通過對比分析,等效密度系數(shù)法可以有效地代替有限元水體單元法,適用于求解考慮墩水作用的動力學(xué)問題。 船撞橋過程仿真碰撞力分析表明：采用單塔模型和采用全橋模型,以及是否考慮橋塔與水的相互作用對碰撞力最大值影響不大。 船撞橋過程仿真結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析表明：考慮墩水耦合作用與不考慮墩水耦合作用分別得到的響應(yīng)曲線,在碰撞結(jié)束前,二者保持一致；在碰撞結(jié)束以后二者開始分離,各自按照比較有規(guī)律的曲線衰減；考慮墩水耦合作用以后,橋梁做衰減的自由振動周期增大。 車橋相互作用分析表明：船撞作用會導(dǎo)致列車橫向加速度、輪軸橫向力、輪重減載率、脫軌系數(shù)顯著增大,但對豎向加速度影響稍�。慌鲎舶l(fā)生時,列車距離碰撞發(fā)生位置越近越不安全,撞擊船舶噸位越大越不安全；在確定影響行車安全的最不利條件時,應(yīng)考察碰撞發(fā)生時列車在橋上的位置、船舶噸位以及車速。
【關(guān)鍵詞】：墩水耦合 等效密度系數(shù) 船撞橋 數(shù)值仿真 車橋耦合作用 行車安全
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U447;U298.1
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 概述11-14
• 1.2 研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 碰撞力研究14-15
• 1.2.2 船撞橋概率研究15
• 1.2.3 結(jié)構(gòu)損傷及防撞裝置研究15
• 1.2.4 有限元數(shù)值計算15-16
• 1.3 本文研究必要性16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第2章 墩水相互作用17-32
• 2.1 墩水作用分析方法17-18
• 2.1.1 Morison方程17-18
• 2.1.2 有限元法18
• 2.2 有限元法計算過程18-22
• 2.2.1 算例19-22
• 2.3 等效附加質(zhì)量法(等效密度系數(shù)法)22-27
• 2.3.1 理論基礎(chǔ)22-24
• 2.3.2 算例24-27
• 2.4 某斜拉橋深水橋塔分析27-30
• 2.5 本章小結(jié)30-32
• 第3章 船撞橋碰撞力計算32-48
• 3.1 規(guī)范及經(jīng)驗公式32-34
• 3.1.1 中國鐵路規(guī)范公式32
• 3.1.2 中國公路規(guī)范公式32-33
• 3.1.3 AASHTO規(guī)范33
• 3.1.4 Woisin修正公式33-34
• 3.2 利用有限元方法計算碰撞力34-36
• 3.2.1 有限元理論34-35
• 3.2.2 LS-DYNA介紹35-36
• 3.3 船撞橋有限元模型36-39
• 3.3.1 船舶有限元模型36-37
• 3.3.2 墩水耦合作用37
• 3.3.3 船水耦合作用37
• 3.3.4 網(wǎng)格劃分37-38
• 3.3.5 材料模型38-39
• 3.3.6 接觸參數(shù)設(shè)置39
• 3.4 船撞橋碰撞力仿真結(jié)果39-43
• 3.4.1 單塔模型39-41
• 3.4.2 全橋模型41-42
• 3.4.3 單塔模型與全橋模型比較分析42-43
• 3.4.4 碰撞力最大值對比43
• 3.5 船撞橋橋梁動力響應(yīng)分析43-46
• 3.5.1 簡化模型43-45
• 3.5.2 響應(yīng)分析45-46
• 3.6 本章小結(jié)46-48
• 第4章 全橋響應(yīng)場分析及行車安全性評價48-66
• 4.1 列車與橋梁的相互作用48-52
• 4.1.1 軌道不平順48-50
• 4.1.2 安全評價標(biāo)準(zhǔn)50-52
• 4.2 列車響應(yīng)及其行車安全性分析52-61
• 4.2.1 單輛車53-56
• 4.2.2 多輛車56-61
• 4.3 參數(shù)分析61-65
• 4.3.1 碰撞發(fā)生時列車在橋上的位置61-63
• 4.3.2 船舶噸位63-64
• 4.3.3 車速64-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-73
• 附錄73-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的項目及發(fā)表的論文76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉建成,顧永寧;基于整船整橋模型的船橋碰撞數(shù)值仿真[J];工程力學(xué);2003年05期

2 胡志強,顧永寧,高震,李雅寧;基于非線性數(shù)值模擬的船橋碰撞力快速估算[J];工程力學(xué);2005年03期

3 王君杰;陳誠;;橋墩在船舶撞擊作用下的損傷仿真研究[J];工程力學(xué);2007年07期

4 劉建成,顧永寧,胡志強;橋墩在船橋碰撞中的響應(yīng)及損傷分析[J];公路;2002年10期

5 王君杰;顏海泉;錢鏵;;基于碰撞仿真的橋梁船撞力規(guī)范公式的比較研究[J];公路交通科技;2006年02期

6 熊安平;胡本清;杜宜洋;;用LS-DYNA仿真模擬探索船舶剛度對船橋撞擊力的影響[J];高速鐵路技術(shù);2012年01期

7 楊吉新;雷凡;李昆;;水下橋墩結(jié)構(gòu)的振動分析[J];世界橋梁;2009年03期

8 巫祖烈;仝瑞金;李世亞;曹曉川;;泡沫鋁橋墩防撞裝置的試驗研究[J];結(jié)構(gòu)工程師;2009年03期

9 楊智;袁萬城;樊偉;;飄浮體系斜拉橋全橋船撞動力響應(yīng)數(shù)值模擬[J];結(jié)構(gòu)工程師;2010年02期

10 潘晉,吳衛(wèi)國,王德禹,許明財;船-橋墩防護裝置碰撞的有限元仿真[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版);2005年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 夏超逸;撞擊荷載作用下車橋系統(tǒng)的動力響應(yīng)及高速列車運行安全研究[D];北京交通大學(xué);2012年

2 楊萬理;深水橋梁動水壓力分析方法研究[D];西南交通大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：橋梁船撞作用及對行車安全性影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：361964