[硕士]斜拉桥桥墩防撞设施撞击反应分析

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内容简介

　　[硕士]斜拉桥桥墩防撞设施撞击反应分析　　学科专业：桥梁与隧道工程　　授予学位： 硕士 　　学位授予单位：沈阳建筑大学　　学位年度：2010　　 随着交通运输事业的蓬勃发展，许多跨越江河、港区、海峡的大型桥梁已经投入使用或正在修建，同时船舶的数量、吨位和航速也在不断增加，在水路与陆路交通交叉口时常发生船舶与桥梁相撞事故，造成桥毁、船沉、人亡的严重后果，给社会经济发展带来不可挽回的损失。目前研究重点集中在两点:其一研究碰撞构件的损伤特性和能量吸收机制;其二研究桥梁防撞装置的有效性和实用性。　　 碰撞是船体和桥墩防撞系统在瞬间巨大载荷作用下的一种复杂非线性动态响应过程。涉及多门学科很难建立一个精确的数学模型使之完全解析，并目_实体碰撞试验研究耗资巨大难以付诸实施。计算机有限兀数值仿真技术的发展很好的解决了该问题。　　 本文在总结、分析桥墩各种防护装置优缺点，探讨有限兀数值仿真理论及关键技术基础上结合某斜拉桥桥墩特点和通航要求，提出两种用十内河二级航道防护要求的防护装置。通过非线性有限兀计算程序ANSYS/LS-DYNA对一艘2000t级船舶900撞击某斜拉桥桥墩防撞装置进行模拟，得到防护装置的损伤变形、能量吸收及位移情况，比较两种防护装置的优缺点，并目_探讨相关参数提出改善防护装置结构抗撞性及吸能效果的措施，为结构设计提供有益参考。全文主要研究工作如下:　　 1.消化吸收船一桥碰撞四大经典理论，比较分析主要规范中桥墩最大正撞力的计算方法，为接下来的研究工作奠定力学理论基础。　　 2.分析比较国内外桥墩防撞装置的工作原理、适用范围并结合某斜拉桥结构特点，提出两种桥墩防撞装置，在前人工作基础上对结构形式进行改进。　　 3.讨论船一桥碰撞数值防真基本理论和关键技术，提出适用十本文的ANSYS/LS-DYNA相关参数值。　　 4.采用非线性有限兀程序ANSYS/LS-DYNA模拟船舶与某斜拉桥桥墩防撞装置碰撞全过程，得到碰撞时间历程。分析防撞装置的变形损伤、应力应变、约束节点受力以及能量吸收转化情况，比较两种装置的优缺点，证明防撞装置起到了保护桥墩的作用。　　 5.对船舶水位、圆形钢管和角钢尺寸型号等撞击参数分别进行讨论，提出撞击理想水位、圆形钢管和角钢最佳吸能尺寸。为防撞装置优化设计提供有益参考。

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