肇云大桥船撞概率风险及抗撞性能评估

肇云大桥为主跨738 m双塔双吊悬索桥，为评估桥墩结构抗撞性能是否满足要求，根据实际通航船舶现状，采用概率风险分析法确定设防代表船型为5 000 t级船舶，通过有限元建模实现强迫振动法，得到船撞桥的撞击力动力响应，基于理想弹塑性模型，计算桥墩的等效屈服弯矩。结果表明：桥梁抗撞性能满足规范要求，桥墩构件最小安全储备系数为1.22，桥梁失效概率满足船撞作用设防水准L2级。     

基于能量的船桥碰撞力计算方法

以有限元分析为基础,对1万t级的船舶分别采用不同的撞击速度对桥梁进行正撞分析,得到最大正撞力.采用回归分析方法,比较了船舶初始动量与最大正撞力、初始动能与最大撞击力之间的关系,得到相应的计算公式.与AASHTO公式、修正的G.Wosion公式进行了比较和误差分析,结果表明,基于能量的桥梁船撞力计算方法能很好地计算出船撞力,且误较小.同时,该方法的计算结果很好地反映了船舶初始动能与撞击力之间的关系,并且形式简单,计算方便.     

基于非线性有限元的桥梁船撞分析与撞击力研究

桥梁船撞通常造成很大的风险,其撞击过程是一个复杂瞬态动力过程,现行规范将这种冲击作用以等效静态力的形式施加到桥梁结构上,计算撞击效应。基于一座内河航道上施工中的桥梁受到船只撞击,计入几何和材料非线性,分析其撞击力和撞击损伤效应。并对比研究不同初速度下的数值分析结果、不同规范的等效静力及其与撞击速度的关系,探讨桥梁船撞作用力。在此基础上,讨论了内河航道船舶等效撞击力,在现有规范下,建议了桥梁设计撞击力的参照公式。     

船撞桥事故综述

文中对国外、国内的船撞桥事故进行了综述。在大量调研的基础上 ,建立了我国船撞桥事故数据库。大量的事实和研究表明 ,无论是桥梁工程师还是船舶工程师 ,都应对船撞桥问题引起重视 ,并积极探索减少船撞桥事故率、降低船撞桥风险的方法和途径     

船撞桥最小二乘支持向量机预测方法

为了提高桥梁与桥区通航船舶的安全性,提出了一种船撞桥概率智能预测方法.以桥墩跨径、水流速度、水流方向与桥墩连线法线方向夹角以及航道弯曲度为系统输入,以单航次船撞桥事故率为系统输出,应用最小二乘支持向量机进行了船撞桥概率估算.结合实际航道,选择了长江和黑龙江上12座桥梁的洪水期、中水期和枯水期3个时段的样本数据进行验算,并与神经网络船撞桥概率估算结果进行对比.对比结果表明:支持向量机方法能准确地预报船撞桥概率,具有全局最优解,并且收敛性和学习效率均优于神经网络.     

桥墩主动防船撞系统的研究

为确保桥梁水域桥墩安全与船舶通航安全,通过对长江水域船舶通航环境与水域安全现状以及船撞桥事故统计分析,提出开展桥墩主动防船撞系统研究的必要性。利用船舶操纵理论与船间水动力干扰相关理论,建立了船间临界失控水动力干扰模型,并据此建立了桥墩主动防船撞系统,将桥墩由被动结构防船撞转变为非结构主动防船撞,并在此基础上开发出了桥墩主动防船撞系统原型。创新之处在于,首次利用船舶操纵理论与船间水动力干扰相关理论,建立了船间临界失控水动力干扰模型,首次将桥墩的被动防撞转变为桥墩主动防撞,并开发出桥墩主动防船撞系统原型。     

基于船撞桥墩有限元数值仿真分析

以赣江某跨桥梁为研究对象,利用有限元软件ANSYS进行船桥碰撞建模分析,研究船舶以不同的速度及质量撞击桥墩的动态响应。结果表明:桥墩的被撞区和桥墩底部属于危险区域,在该区域内应力在极短的时间内迅速增大,而船舶的最大应力发生在碰撞区和船艏拐角处,尤其是船艏碰撞处迅速产生巨大的变形;随着船舶航行速度及载重量的不断增大,撞击力增长的速度、最大值以及船舶和桥墩的应力均明显增大,但不成线性或倍数增加。     

船舶撞击后连续梁桥基础受力特性分析

基于有限元数值方法对一船舶撞击连续梁承台群桩基础事故进行模拟,分析了不同上部结构约束、不同冲刷深度、不同荷载等级下群桩基础的受力变形特性。结果表明承台周围河床的冲刷深度对桥梁下部结构受力变形特性影响明显,冲刷深度的加大减弱了桥梁下部结构承受撞击能力。对该次事故结果作出评定,并提出该连续梁桥下部结构的撞击力限值,为桥梁运营养护提供参考。     

桥梁、桥墩轮廓标

桥梁、桥墩轮廓标是深圳市安利交通设施有限公司针对江、海、河、湖航道桥梁屡次发生船舶碰撞而研发设计的产品,能够对船舶航行安全起到很强的警示作用。在桥梁、桥墩上安装该轮廓标,在两千米外就能很明显地看到桥及桥墩轮廓。该产品可把整个桥梁与桥墩显示出来并利用该标的闪烁,对船舶起到极其有效的警示作用,有效降低了船舶撞桥墩事故的发生。     

港珠澳大桥青州航道桥塔墩防船撞数值模拟与性能分析

采用LS-DYNA动力有限元分析软件,对港珠澳大桥青州航道桥塔墩防船撞性能进行了数值模拟与性能分析。塔墩、代表型船舶与防撞钢套箱分别采用实体单元、shell单元模拟,并以最不利的船舶正撞方式进行撞击分析,对塔墩设置钢套箱后的撞击力及钢套箱的防撞性能进行了比较分析。结果表明,青州航道桥塔墩设置的钢套箱能有效地降低撞击力,具有很好的防撞效果,且钢套箱在受撞部位损伤较大,但在其他部位保存完好,可对受撞钢套箱节段进行更换或维修即可。     

用LS-DYNA仿真车-桥墩碰撞时角度对桥梁的影响

车撞护栏规范公式表明碰撞角度与撞击力成二次函数关系,运用LS-DYNA对车-桥墩碰撞进行仿真模拟,探讨该规范公式用于车-桥墩碰撞的可行性。结果表明碰撞角度与撞击力成三次函数关系,同时也证实角度与桥梁的位移成一次线性关系,角度越大,横向位移越小,纵向位移越大。     

滚石与桥墩碰撞的数值仿真分析

利用有限元方法对滚石与桥墩的撞击进行了初步研究,重点分析了滚石与桥墩发生正碰的情况.运用大型结构分析程序,研究了碰撞过程中桥墩的动力响应,得到了撞击力随滚石质量和速度的变化关系.     

桥梁船撞动力有限元数值模拟分析

桥梁在船舶碰撞时受到的动力载荷和响应是复杂的动力非线性问题,在分析碰撞仿真基本理论和关键技术的基础上,借助于非线性有限元软件LS-DYNA,仿真分析了船舶撞击桥梁主塔的基本过程,得到了船舶与主塔碰撞时碰撞力、能量转化及结构变形的时间历程,所得结论对桥梁设计与碰撞后损伤评估有着重要的参考价值。     

欧洲统一规范Eurocode 1-船撞桥梁偶然作用评述

总结了欧洲统一规范Eurocode 1在冲击和爆炸偶然作用设计方面的总体思想和关键条文,对其关键条文如船撞力、船只撞桥概率和桥梁倒塌概率作了详细解释和推理后,指出其在上述方面存在的不足之处,并提供了相应的修改建议,以供国内桥梁船撞设计、研究对比和参考.     

高墩曲线桥梁地震碰撞响应分析

在强烈地震作用下,巨大的碰撞力能导致支座破坏甚至落梁,目前,对于桥梁伸缩缝碰撞研究较少,尤其对于高墩曲线梁桥,其碰撞方向不确定,碰撞行为更复杂。文中讨论高墩曲线桥两联问的碰撞分析动力模型的建立方法,采用时程分析法,针对墩高、曲率半径、伸缩缝间隙、临梁周期比等参数对碰撞响应的影响规律进行分析,讨论产生碰撞的最不利情况。     

基于VOR导航的平行航路侧向碰撞率计算模型

为了有效确定平行航路安全间隔与评估碰撞风险,分析了侧向碰撞影响因素,利用Reich模型和概率论理论,建立了非洋区VOR导航下平行航路的侧向碰撞率计算模型。对Reich模型进行了改进,以圆柱体碰撞模板代替传统的长方体碰撞模板,推导出平行航路侧向碰撞率的计算公式,利用事件的概率运算法则,给出VOR导航下航路飞行时两机侧向重叠概率的计算模型。计算结果表明:给定航路侧向碰撞率小于规定值,所设定的平行航路间隔在给定的飞行环境下是安全的,符合客观实际,因此计算模型可行。     

复杂地形条件下桥上CRTSⅡ型轨道系统地震响应

为了研究复杂地形对桥上CRTS Ⅱ型轨道系统地震响应的影响, 以沪昆高速铁路线16~32 m简支梁桥为例, 考虑钢轨、扣件、轨道板、砂浆层、底座板、滑动层、桥梁、固结机构、端刺与挡块等部件, 建立了多跨简支梁桥-双线CRTS Ⅱ型轨道系统非线性动力学仿真模型, 研究了桥上CRTS Ⅱ型轨道系统纵向力分布特征; 设置了4种典型地形工况, 分析了不同墩高条件下桥上CRTS Ⅱ型轨道系统地震响应规律。分析结果表明: 与非纵连轨道结构相比, 桥上CRTS Ⅱ型轨道结构最大钢轨应力相对较小, 约为138.8 MPa, 应力包络曲线呈反对称, 线形平滑; 轨道板和底座板共同承受纵向力, 其最大值均出现在桥台附近, 最大拉应力分别达到25.2、27.1 MPa, 将在地震中发生开裂; 在地震中, 端刺承受着巨大的纵向力, 可达14~20 MN; 底座板与桥面之间相对位移超过24 mm, 对系统有隔震耗能作用; 地形对钢轨、轨道板和底座板纵向力的影响约为30%左右, 对墩底剪力影响较大, 在地形发生突变处, 墩底剪力增幅达4倍; 靠近桥台处的滑动层横向变形较大, 可达2.7 mm, 随着墩高增大, 扣件与滑动层纵横竖变形增大; 在地震作用下, 滑动层普遍存在着较大的竖向变形, 桥台附近滑动层竖向变形可达43.5 mm; 在地震中, 挡块与底座板之间存在着频繁的碰撞现象, 桥台附近挡块碰撞力可达38 MPa, 挡块将发生损坏。