【摘要】：本文以接觸碰撞理論流構耦合理論以及動力有限元法為基礎，采用LS-DYNA有限元分析軟件，以實際工程事故為背景，分析了船舶撞擊下橋墩的動態(tài)響應及其變化規(guī)律討論了各撞擊參數(shù)對橋墩動力響應的影響以及連續(xù)梁橋下部結構在碰撞過程中的的損傷演化變形發(fā)展應力分布以及整橋局部倒塌的過程，揭示了連續(xù)梁橋在遭受船舶撞擊后局部破壞以及倒塌的機理，為連續(xù)梁橋的防撞設計提供了參考依據(jù)本文主要研究工作及成果如下： （1）借助ANSYS/LS-DYNA建立了船舶橋墩以及連續(xù)梁橋整橋等的三維有限元模型，考慮了樁-土及橋墩-流體間的相互耦合作用，并將粘彈性人工邊界引入船橋碰撞問題 （2）創(chuàng)建了船舶撞擊連續(xù)梁橋橋墩的三種計算模型：不考慮流體影響附加質(zhì)量以及流構耦合模型，對比了不同計算模型對應的系統(tǒng)能量變化碰撞力撞深位移響應內(nèi)力響應以及應力分布的特點，通過對比發(fā)現(xiàn)：流體介質(zhì)在碰撞中參與了能量交換，對橋墩結構各動力響應影響不大，但能夠有效降低碰撞船舶的損毀程度；附加質(zhì)量模型雖會略微夸大橋墩結構的動力響應，但差異很小且能夠近似考慮流體介質(zhì)的影響而不浪費大量計算資源 （3）對水位碰撞角度船舶速度以及噸位等進行了參數(shù)分析，對比了不同工況下橋墩的動力響應，得到如下結論：隨著水位的增加，，碰撞力峰值及橋墩截面剪力和彎矩相應增加，位移響應差別較�。淮罢鰰r，碰撞力峰值橋墩位移及截面內(nèi)力最大；隨船舶速度的增加，碰撞力及橋墩截面剪力相應增大，彎矩反而有所降低，表明橋墩變形有從整體彎曲向剪切變形過渡的趨勢；隨著船舶載重噸位的增加，碰撞力峰值橋墩和承臺的位移增大，但位移的變化受載重噸位的影響更顯著 （4）對某連續(xù)梁橋遭受船舶撞擊后局部倒塌過程進行了數(shù)值仿真，整個計算過程分為加載碰撞以及倒塌三個階段，重現(xiàn)了連續(xù)梁橋遭船撞后局部倒塌的過程，分析了整橋位移變形應力內(nèi)力的變化以及連續(xù)梁橋的局部破壞和倒塌機理，得出被撞橋墩的失穩(wěn)垮塌及其上部箱梁過度變形對鄰跨的牽連作用是導致整橋局部倒塌的主要原因
【圖文】：

世界范圍內(nèi)主要的船橋碰撞事件 1980年，位于美國泰姆伯灣的陽光大橋[2]（圖 1-1）被一艘空載的35000噸貨船撞擊后倒塌，造成35人死亡的嚴重后果，倒塌的陽光大價值高達1300萬元

世界范圍內(nèi)主要的船橋碰撞事件 1980年，位于美國泰姆伯灣的陽光大橋[2]（圖 1-1）被一艘空載的35000噸貨船撞擊后倒塌，造成35人死亡的嚴重后果，倒塌的陽光大價值高達1300萬元
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U441;U443.22

【參考文獻】

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本文編號：2538677