隨著交通運輸事業(yè)快速發(fā)展,跨海大型橋梁數(shù)量逐步增多,形成了一座座宏偉的景觀;同時,全世界船舶也正向大型化、高速化發(fā)展,且港口船舶的吞吐量也在也不斷增加,橋梁和通行船舶之間的矛盾日益突出,船舶對橋梁的撞擊導致橋梁破壞的事件在近海和內(nèi)陸河道中時有發(fā)生,有學者統(tǒng)計分析了導致橋梁破壞倒塌的所有原因發(fā)現(xiàn),對于航道上的橋梁,船撞是造成破壞倒塌第二位的原因,因此對于航道橋梁,船舶撞擊橋梁致?lián)p的問題十分突出,且應對橋梁進行合理的防撞設計和采取必要的防護。船撞橋的研究方法中的有限元仿真技術作為一種隨計算機發(fā)展而新興的方法,相比實驗大大降低研究成本,且容易對撞擊各因素的控制,節(jié)約時間,因此受廣大研究者喜愛,現(xiàn)在有限元模擬正朝精細化發(fā)展。有學者提出船撞力與速度和質(zhì)量有關,與速度和質(zhì)量的平方根成正比,并提出不同的計算船撞力規(guī)范,本文依據(jù)平潭海峽大橋和金塘大橋進行建模與分析,并與已有的有限元仿真分析方法和規(guī)范進行對比。主要工作包括以下幾個方面:(1)通過對文獻的閱讀找到相關橋墩的實際尺寸和自振頻率實測數(shù)據(jù),建立三個精細化橋墩模型并用模態(tài)分析對模型進行驗證,此精細化模型結果數(shù)據(jù)更吻合實際,說明精細化建模的必要性。(2)通航段船橋碰撞數(shù)值模擬,分析不同碰撞參數(shù)對結果的影響,并得出結論:如偏撞可以使撞擊力大大減小;樁下土體對撞擊力影響很小但對位移影響很大;碰撞速度和質(zhì)量很大時撞擊力不在隨二者增加而增加,反而和船艏剛度有直接關系。本文最后模擬研究了高速大質(zhì)量撞擊時,船艏剛度對撞擊的影響。(3)非通航段通航段船橋碰撞數(shù)值模擬,對橋梁最易破壞位置進行分析來對橋梁的損傷進行研究,分析發(fā)現(xiàn)應力云圖混凝土拉應力與承臺最大位移有關,由此得出最大承臺位移越大損傷也隨之變大,不同結構形式損傷量與位移量關系不同,但都是隨著承臺最大位移增大而增大,研究表明可以用承臺最大位移量來評估損傷。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U446
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文- 2 -圖1-2 港珠澳大橋船撞橋事故最近幾十年愈發(fā)頻繁，2001年，美國南部德克薩斯州伊莎貝拉跨海大橋被一艘頂推船隊撞擊，72 m的橋面被撞開，造成了兩跨橋面坍塌，5輛橋上行駛的汽車墜入海中，4人死亡，沿橋內(nèi)布設的電話線、自來水管以及銀行通訊系統(tǒng)均遭破壞，大橋連接的陸島交通一度中斷數(shù)日。2007年九江大橋橋墩被某失控船只撞擊

圖 2-1 平潭海峽大橋塘大橋長總 21.020 km，主要包含通航孔橋、非通航孔橋。主通0 m 五跨鋼箱梁斜拉橋，非通航孔為 60 m 長連續(xù)預應力箱型梁部結構相似，但下部結構有兩種形式，后文分別建模并進行具體果圖如圖 2-2 所示。

- 8 -圖 2-2 金塘大橋-DYNA 軟件介紹-DYNA 是先進的顯式動力學分析軟件，近年來船橋碰撞數(shù)值模是用此軟件進行計算的。DYNA 程序最初由美國 Livermore Ntory 實驗室 J.O 博士主持研發(fā)并用于武器設計后經(jīng)一系列的擴軟件特別適合求解大位移、大應變等幾何非線性及多種材料的種接觸等問題，并與實驗進行了很多次對比證實其合理可靠。ge 算法計算；以顯示動力分析為主，兼具有隱式分析能力�？�
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本文編號：2873965