基于失效概率的桥梁防船撞装置安全性评估

采用非线性有限元法模拟了船舶撞击桥梁防撞装置的动态过程,计算了防撞装置对桥墩的撞击力并分析其吸能效果。根据桥位、水文资料、通航船舶类型及数量等条件,分析了1 000t级通航船舶撞击桥梁的概率,对桥梁船撞倒塌概率公式进行了修改,计算了桥墩安装防撞装置后的倒塌概率;对目前国内外桥梁船舶撞击风险接受准则进行对比研究,选择了适合某跨江大桥的船撞风险值;采用安装防撞系统后桥梁的失效概率来评价防船撞钢套箱设计的合理性,为桥梁直接构造防船撞装置的设计提供安全评估参考。     

桥墩防落石碰撞柔性设计方法及分析

基于动力学基本原理,从非线性、接触以及本构关系计算理论建立落石-桥墩防撞物柔性碰撞精细化计算模型,并对关键计算参数给出建议取值.利用钢结构柔性变形吸收落石碰撞能量,提出一种桥墩防落石碰撞柔性设计方法,并详细给出该防落石碰撞构造措施的结构组成形式.利用ANSYS/LS-DYNA动力分析计算程序,考虑几何、材料双重非线性,精细化数值仿真计算落石撞击防撞物的动态全过程,以一个偏安全的极限碰撞状态,分别从运动行为(撞击力、位移、速度、加速度)以及能量转换(系统动能、系统变形能)角度进行计算结果与数据分析,证明所提出的柔性防撞设计思路以及防撞措施的合理性与优越性.     

宁波舟山港主通道北通航孔桥主墩承台封底关键技术

宁波舟山港主通道北通航孔桥为(125 十260 十125)m的钢-混凝土混合梁连续刚构桥.主墩承台下设13根φ3.5 m/3.0 m变径钻孔灌注桩,承台采用40 mX22.6mX8m的永久性防撞钢套箱施工,防撞钢套箱下放后进行封底混凝土施工.利用MIDAS Civil软件建立防撞钢套箱结构整体有限元模型,对承台施工阶段...     

钢套箱-柔性墩柱结构船撞动力分析

钢套箱-柔性墩柱是内河航道中一种常见的防撞装置。采用显式动力分析软件LS-DYNA对内河驳船撞击钢套箱-柔性墩柱防撞装置进行了动力仿真计算,分析了2类代表性工况——正撞及偏撞情况下,船撞撞击防撞装置的碰撞过程、荷载时程,以及防撞套箱变形损伤情况。计算结果表明,2类不同工况在碰撞过程中存在明显区别,正撞情况下荷载峰值较大,但持时较短。2类工况中,钢套箱接触范围内等效应力超过静态屈服强度,但塑性变形只局限于较小范围内。分析结果表明,钢套箱处于安全状态。     

株洲湘江一桥桥墩抗船撞能力评估及防撞方案研究

船桥碰撞事故常有发生,为评估已建桥梁桥墩的抗船撞性能、指导防撞方案设计,以株洲湘江一桥通航孔8~10号桥墩为对象,建立有限元模型计算了桥墩在受到单位水平撞击力时最危险截面处产生的内力,进而根据相关规范,计算桥墩截面实际能够承受的水平撞击力;建模分析2 000吨级船舶在各工况下撞击桥墩时实际产生的最大船撞力;根据两者计算结果差值评估桥墩的抗船撞能力,提出设置复合材料防撞系统方案并进行比较研究。结果表明:该桥桥墩的横桥向抗撞能力由9号墩强度控制,为11.03 MN;船舶最不利工况撞击桥墩时产生的撞击力为13.55MN,超出桥墩极限抗撞能力;设置复合材料防撞系统后桥墩受到的水平撞击力可明显小于桥墩的水平抗力,从而保证桥墩结构的安全。     

新型防船撞钢套箱外板的数值模拟与优化分析

传统的防船撞钢套箱中,外板南外围板和纵横加劲肋、强肋（T形钢）和弱肋（角钢）组成;对传统的防撞钢套箱的外板部分进行改进,将横向强加劲肋由T形钢改为圆钢管,纵向加劲肋仍然用T形钢。为了验证新型钢套箱的性能,用有限元软件Ls—dyna进行仿真模拟,将传统钢套箱和新型的钢套箱进行分析比较,得出新型防撞钢套箱性能比传统防撞钢套箱好。还针对防12000 DWT的船舶的撞击对新型的外板进行优化设计。     

FCZ轮辐式桥墩防撞安全装置数值分析及性能评价

提出了一种新型柔性吸能防撞产品——FCZ轮辐式桥墩防撞安全装置,采用大型通用有限元软件Ls-Dyna,对设置FCZ装置后的桥墩,进行了汽车碰撞仿真建模和数值分析,并分别从构件级别和"车-桥墩碰撞系统",对防撞装置和桥墩进行了保护能力评价。由于桥墩受到车辆高速撞击的安全隐患巨大,专门就桥墩未设置保护措施进行了碰撞计算,与设置FCZ装置后的碰撞结果做了对比分析,验证了该装置的良好技术性能。     

基于刚度匹配的桥梁附着式防船撞设施合理刚度取值研究

桥梁防船撞设施种类繁多,不同防撞设施对船撞力的缓冲和折减能力相差较大。采用动力法分析不同刚度防撞设施对船撞力的缓冲效果,通过对桥墩刚度、船艏刚度及防撞设施刚度的分析研究,提出基于刚度匹配原则的防船撞设施的合理刚度取值方法,并对钢套箱、复合材料套箱以及橡胶护舷的刚度范围进行比较,以明确不同防撞设施的适用范围。     

桥墩遭受船舶撞击的数值模拟法及其动态响应的研究

桥梁防撞结构的设计需要研究桥梁遭受船舶撞击时的动态响应并获得准确的碰撞力.运用LS-DYNA软件建立了1座分离式桥墩模型和1艘3 000 t级的散货船模型来模拟船桥碰撞的过程.为了考虑流体在碰撞过程中的作用,计算时分别以不考虑流体影响、附加质量和流构耦合3种计算模型来分析、比较流体对船桥碰撞响应的影响,并得出以下结论:不同的计算模型的系统能量变化和船舶碰撞力基本一致,流体的存在对碰撞力的影响较小;桥墩的水平位移响应要滞后承台约0.2s,附加质量模型的桥墩和承台水平位移比其余2种模型要略大;附加质量模型的计算结果与流构耦合模型的计算结果基本一致,但附加质量模型具有更高的计算效率,其计算用时仅为流构耦合模型用时的2/5.      

东海大桥主、副通航孔桥墩防撞体设计与模型试验

介绍东海大桥主、副通航孔桥墩防撞体的设计思路及相应试验.主通航孔在主墩横桥向设置固定式防撞体,提出将防撞体与主墩有机地结合起来共同抵抗船撞力的设计构思;副通航孔设置悬挂式防撞体,采用三维带孔防护钢套箱结构.     

桥墩采用新型复合材料防撞设施技术研究

该文围绕广深沿江高速深圳段大桥三围涌、虾山涌2 000t级通航孔桥墩,通过设置新型自浮式复合材料防撞系统保护桥墩结构安全,主要论述其结构设计、安装工艺与防撞效果数值模拟;三围涌通航孔防撞设施为直径2m的D200型圆形截面复合材料防撞系统,虾山涌通航孔防撞设施为2个直径1m的圆形截面防撞圈通过夹板固定形成2 D100型复合材料防撞系统。该复合材料防撞设施具有耐海水腐蚀、免维护、缓冲吸能、能同时保护船与桥的优点。     

单壁有底钢套箱的有限元数值分析与施工监测

依托闽江特大桥工程,对主桥28#墩钢套箱进行施工监测,研究钢套箱的实际受力特点以及应力分布情况,通过对监测数据与数值分析结果的比较,探讨产生差异的原因,改进和完善有限元计算模型,提高实际工程的仿真模拟精度。     

钢套箱-群桩组合防撞结构防撞性能仿真分析

为确定船舶碰撞作用下钢套箱-群桩组合防撞结构的工作机理和防护能力,以余信贵大桥防撞设计为背景,采用显式动力分析软件LS-DYNA建立船舶-组合防撞结构碰撞计算模型,进行不同工况下船舶撞击防撞结构仿真分析,对碰撞相互作用过程、撞击荷载、船舶及结构响应进行分析。结果表明:中心碰撞时的碰撞荷载峰值、持时、冲量和桩顶位移比偏心碰撞时大;中心碰撞时船舶动能大部分转化为系统内能,偏心碰撞时船舶动能大部分保持在自身;典型中心碰撞工况下,船艏及组合防撞结构局部发生塑性变形,但未超过材料强度极限。该防撞结构具有较好的防撞吸能和导向能力,可以保护桥梁结构免受撞击,降低碰撞船舶的损伤。     

平潭海峡公铁两用大桥首个桥墩防撞箱围堰吊装、运输到位

正2016年4月23日,平潭海峡公铁两用大桥大小练岛水道桥S04号桥墩防撞箱围堰吊装、运输到位。S04号桥墩防撞箱围堰总重3 914t,采用在工厂内匹配制造完成后,分为2个单元吊装装船运输到桥位。受吊装场地限制,项目部经过方案比选、论证,决定采用2艘1 000t浮吊抬吊,单吊最重达1 759t。受风浪、潮汐等影响,施工过程中确保2艘     

海域桥梁双层防撞钢套箱安装关键控制技术

在海域大型桥梁基础施工中防撞钢套箱优点较为突出,越来越受到大家的青睐,其施工方法也多种多样。本研究以宁波舟山港主通道项目舟岱跨海大桥主通航孔桥的双层防撞钢套箱施工为背景,重点介绍了海域整体双层防撞钢套箱安装关键控制要点,通过对关键施工工序的把控,使得钢套箱安装能够安全、快速、简便完成,今后可在类似的项目上推广运用。     

红岛航道桥索塔承台钢套箱设计及施工技术

考虑到胶州湾海域的气候、水文、地质等自然因素及承台的防撞要求,采用钢套箱作为承台混凝土浇注的模板和索塔承台的防撞构造.根据承台的尺寸,设计了钢套箱的侧板、底板形式以及下放系统、钢套箱现场拼装平台和其他辅助设施.实际施工证明防撞钢套箱设计合理,各部件加工进度快,现场容易拼装,下放过程安全且效率高.     

基于Hertz理论的落石撞击桥墩冲击力计算公式及参数研究

落石撞击棚洞的冲击力公式已较为成熟,但落石撞击桥墩的冲击力公式研究较少。基于Hertz弹性碰撞理论和Thornton弹塑性假设,通过速度恢复系数引入落石反弹计算项,建立了落石撞击桥墩的力学计算模型,推导了落石撞击桥墩的弹性和弹塑性冲击力表达式,并讨论了落石的冲击速度、冲击角度及半径对冲击力的影响;建立落石-桥墩有限元模型,将数值模拟得到的弹性与弹塑性冲击力与理论值进行对比。结果表明:落石弹性冲击力结果偏大,考虑材料弹塑性的冲击力表达式更符合工程实际。实例结果显示弹塑性冲击力仅为Hertz弹性冲击力的21.58%;落石冲击力随着冲击速度和半径的增大而递增,随着冲击角度的增加而递减;在进行桥墩防撞设计时,应充分调研落石等效半径的分布情况,可在碰撞区铺设一定厚度的低强度混凝土;用弹塑性冲击力理论公式进行设防时,建议引入落石弹塑性冲击力折减系数,其值可取0.6~0.8。     

曾家岩嘉陵江大桥船撞设防标准研究及防撞方案设计

为判定曾家岩嘉陵江大桥所处的风险等级,以确定桥梁的设防船撞力标准,参考《重庆市三峡库区跨江桥梁船撞设计指南》,对该桥梁在目前、近期和远期的年碰撞频率和倒塌频率进行计算分析,与可接受的风险准则进行了对比,并通过建立桥梁、船舶精细化的三维有限元模型,采用动力数值模拟方法计算桥墩在不利撞击工况下的船撞力,从而确定了桥墩的船撞设防标准。同时为了避免桥墩局部损坏,降低碰撞事故中的船舶损伤,实现对桥梁和船舶的双重保护,提出了设置固定式复合材料防撞护舷的防撞方案。     

承台钢套箱围堰施工过程有限元分析

为了确保钢套箱围堰水下施工的安全性,以某大桥6~10号主墩承台钢套箱围堰工程为例,采用ANSYS 10.0有限元分析软件建立钢套箱整体和局部有限元模型,考虑施工过程5种工况对钢套箱底板、侧壁、封底混凝土等结构的影响,进行内力和变形分析。计算结果表明,钢套箱局部区域出现应力集中现象,发生变形后应力将出现重分布,不影响整体强度;钢套箱各构件在施工过程中强度、刚度均能满足设计要求,可为同类钢套箱围堰的安全施工力学特性分析提供参考。     

芜湖长江公铁大桥2号墩围堰气囊法下水设计

为给双壁钢套箱围堰气囊法下水施工组织设计提供理论支撑,以商合杭铁路芜湖长江公铁大桥2号主墩圆端形双壁钢套箱围堰为例,研究双壁钢套箱围堰气囊法下水的设计方法。结合围堰拼装场地地形条件进行坡道与气囊布置并进行后端地笼计算。将围堰下水过程分解为多个工况进行静力计算,在计算过程中考虑气囊受力不均对围堰角度的修正。运用能量守恒原理简便求解围堰下水时的初速度和围堰入水后的漂移长度。采用该方法指导芜湖长江公铁大桥2号主墩围堰下水,过程顺利、可控,证明该方法正确可行。该方法可同时适用于圆形、矩形、哑铃形等各类双壁钢套箱围堰气囊法下水设计。