船橋碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與防撞設(shè)施研究.pdf

1、跨越航道修建橋梁,船撞是一個(gè)重要的安全問(wèn)題。自20世紀(jì)80年代以來(lái),我國(guó)已修建和規(guī)劃修建大量跨航道橋梁,同時(shí)船舶航運(yùn)也發(fā)展快速。上述兩個(gè)因素使得我國(guó)橋梁工程領(lǐng)域的從業(yè)者必須解決橋梁的船撞安全分析和防撞設(shè)計(jì)理論問(wèn)題。在橋梁船撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)理論研究方面,我國(guó)學(xué)者也進(jìn)行了初步的研究與探索,但在深度和全面性等方面還有不足之處,還不能與我國(guó)大量航道橋梁工程建設(shè)相適應(yīng)。被動(dòng)防撞設(shè)施是為降低橋梁船撞風(fēng)險(xiǎn)而采取的工程措施,其形式多樣,性能各異,應(yīng)根據(jù)

2、具體情況慎重選擇。由此可見(jiàn),對(duì)橋梁船撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和橋梁防撞設(shè)施展開(kāi)進(jìn)一步的研究是十分必要的。研究橋梁船撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法很多,其中概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估法可以量化船橋碰撞的風(fēng)險(xiǎn),本文主要利用該方法對(duì)橋梁船撞進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。船舶撞擊防撞裝置的碰撞問(wèn)題是一個(gè)十分復(fù)雜的高度非線性問(wèn)題,僅僅依靠經(jīng)典的碰撞理論,無(wú)法得到完全解。隨著非線性有限元技術(shù)的飛速發(fā)展,以及計(jì)算機(jī)硬件水平的提高,因此可以利用計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真方法解決此類(lèi)問(wèn)題。本文的重點(diǎn)之一在于研究橋梁船撞概率

3、的計(jì)算模型,在對(duì)比分析前人研究成果的基礎(chǔ)上,總結(jié)和深化自身對(duì)現(xiàn)有知識(shí)的理解提出個(gè)人見(jiàn)解;之二是防撞裝置的碰撞分析,采用ANSYS/LS-DYNA對(duì)某橋主墩的防撞裝置進(jìn)行仿真碰撞分析。本文的主要成果如下:
　　(1)對(duì)比分析國(guó)內(nèi)外的概率模型,充分考慮影響船橋碰撞概率的因素,引入相應(yīng)的影響因子對(duì)船撞概率計(jì)算模型進(jìn)行修正。
　　(2)補(bǔ)充了船舶分別撞擊矩形橋墩長(zhǎng)邊和短邊的概率計(jì)算方法。
　　(3)結(jié)合船舶與橋墩撞擊角度的實(shí)際

4、分布情況,對(duì)AASHTO規(guī)范中船舶正撞橋墩的船撞力計(jì)算公式進(jìn)行修正。
　　(4)結(jié)合經(jīng)典船橋碰撞理論,以及ANSYS/LS-DYNA的計(jì)算特性,提煉出在采用ANSYS/LS-DYNA對(duì)船舶與防撞裝置進(jìn)行分析時(shí)需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。
　　(5)對(duì)某長(zhǎng)江大橋進(jìn)行船撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,計(jì)算各橋墩的船撞概率。合理設(shè)計(jì)橋墩防撞裝置,用ANSYS/LS-DYNA模擬5000DWT的代表船舶以3.0m/s的初始速度正面撞擊橋墩防撞裝置,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行