三种规范对桥梁墩柱撞击力的比较

针对目前桥墩被船撞事故的频发,研究了某大桥水中桥墩在船撞作用下的响应,分别按照公路桥涵04规范、铁路规范、欧洲规范的要求采用不同的船舶撞击力,对各撞击力作用下桥梁墩柱结构进行计算、分析、比较。在3种规范对船舶撞击力的规定中,公路规范取值最小,铁路规范次之,欧洲规范最大,由此在桥墩防撞设计时应引起设计人员足够的重视。     

基于非线性有限元与经验公式的船舶撞击力计算对比分析

船舶撞击桥梁的船撞力计算是目前大桥设计中的重难点,本文根据武汉二桥所处航道、通航船舶特点、桥区水文条件、桥梁几何参数,结合大桥桥墩(塔)实际设计船撞力,采用经验公式和非线性有限元两种方法计算船撞力并进行对比分析,从而比较两种方法的计算结果差异。在算例中,通过对计算结果进行分析对比,证明两种方法都能较好的计算船舶撞击力,从而为设计提供依据。     

AASHTO概率模型在船桥碰撞风险评估中的应用

近年来随着航道等级的提升,设计通航船舶尺度增大,要求的通航净空尺度增加,桥区通航水域条件发生显著变化。桥梁存在船撞风险,需对船撞桥梁风险实施评估、为实施防撞设施工程提供依据。国内外因船舶撞击而导致桥梁垮塌或严重破坏的事故逐渐增多,平均每年就有一座大型桥梁因为船舶撞击而遭受严重破坏甚至倒塌。北江航道乌石至三水河口航段经整治由Ⅳ级提升为Ⅲ级后,桥梁存在船撞风险。以船撞桥概率模型(AASHTO)为研究方法,分析了整治河段清远北江二桥参数对船撞桥概率的影响,计算了船舶撞击桥梁各涉水桥墩的年撞击概率,确定了存在较大船撞风险的桥梁与涉水桥墩,建立了船撞桥损伤概率模型,分析桥梁各部位抗撞能力、桥梁各部位船舶撞击力及各部位的年撞击频率,得出通航孔桥墩的年撞击倒塌频率。     

船舶货舱区侧撞桥墩有限元仿真分析

当船舶横穿水道、失控漂移或者船舶规避正面碰撞等情况下,船舶将有可能与桥墩发生侧撞.由于侧撞时船体附连水质量较大,舷侧与桥墩接触面积也很大,故其对桥梁的撞击危害是不容忽视的.本文以某大型跨江桥梁工程为背景,应用非线性有限元软件MSC.Dytran,选取3000DWT油船在3.0 m/s的失控速度下,船舶货舱区侧撞桥梁墩身的有限元仿真试验,并且分析了不同偏心距条件下撞击力和能量的演变过程.仿真试验表明,在同等条件下船舶侧撞的危害不亚于船首正撞.同时,建议将初始侧撞击力控制在足够安全的范围内,而通过增设桥墩的防撞保护装置能实现这一目标.     

京港澳高速沙河大桥桥墩抗船撞能力评估及防撞设施方案研究

随着河南省沙颍河逍遥至漯河段航运开发工程的推进,航道通航等级提升为IV级,通航船舶吨位和数量的增多对既有桥梁的安全构成严重的影响。本文以京港澳高速沙河大桥3#-4#桥墩为研究对象,通过瞬态动力学防撞分析,确定大桥设防船撞力为4.6MN。进而根据相关设计规范,通过核算桥墩截面实际能承受的水平撞击力,确定了该大桥在500吨级船舶撞击下自身抗撞能力不足。根据桥墩结构和通航桥区情况,设计了自浮式钢覆复合材料防撞设施,通过有限元防撞校核表明,安装防撞设施后船舶撞击力下降至3.4MN,可有效提高桥墩自身抗撞能力,从而有效保证桥墩结构安全。     

内河航道桥梁船撞时船体最大变形量研究

目前在桥梁船撞防护的专项设计或船撞力专题研究中,对船舶撞击力的研究和桥梁在船舶撞击作用下的响应关注较多,而对船体最大变形量的研究较少。基于ANSYSLS-DYNA软件,对4种不同载质量的内河代表船舶在3种航速、2种碰撞角度下撞击4种墩型的船撞工况进行数值模拟,提取船体最大变形量,并分析船体最大变形量与船舶载质量、撞击速度、桥墩类型及撞击角度的关联性,同时与经验公式做对比。研究结果表明,撞击速度及撞击角度是船体最大变形量的主要控制因素,桥墩类型与之关系不明显。     

船桥碰撞问题的有限元仿真分析

运用LS-DYNA有限元软件,对5 000 t级的代表船型与某长江大桥1#墩及防撞装置的碰撞过程进行整体仿真,分别对不考虑桥墩自身刚度影响和考虑桥墩自身刚度影响两种工况下不同板厚的桥梁防撞装置的防撞吸能特性进行对比分析。主要从碰撞过程中的撞击力和能量转换的规律等方面考察桥墩自身的刚度对防撞装置在实际碰撞过程中防撞性能的影响,以及在分析此类问题时通常所使用的简化计算模型是否有足够的精确度,从而保证有限元仿真分析数据的可靠性。     

转动式桥墩防撞装置设计探讨

船舶碰撞桥梁可能会导致船舶沉没、大桥坍塌等重大事故。在碰撞事故不可避免的情况下,给桥墩装设防碰撞装置以降低船舶碰撞桥梁造成的危害。文中从动量、能量转化的角度分析船舶撞桥的过程,提出了转动式桥墩防撞装置的设想。理论上这种装置能化解船舶的大部分撞击能量,最大限度降低最大撞击力,达到保护桥梁和船舶的目的。     

泉州后渚大桥下游船舶撞击力分析计算

参照国内外已建桥梁撞击力的取值特点，分析比较我国铁路、公路规范与其他国家规范或指导公式对撞击力的计算结果，认为采用我国公路规范，并将公式中v取为船体的绝对速度的计算成果较为符合本工程的实际情况。     

桥梁上部结构防船撞研究

船舶撞击桥梁上部结构是船撞桥事故模式之一,其撞击特性与撞击桥墩特性相比有所不同。现着重研究了船舶撞击桥梁上部结构的风险分析、撞击力、防撞保护等技术问题,并提出设置警示设施、AIS系统建设、拦截、红外线监测、警戒等防护措施,供通航安全部门参考。     

计算船撞力选择撞击速度时考虑墩位流速的方法

进行桥墩防撞设计时,船舶撞击速度是计算船撞力的重要参数之一,它直接影响到船撞力的大小和桥梁的设防标准。本文在分析各国船舶撞击桥墩的速度选取方法的基础上,研究了实际发生船撞时的速度和船舶偏航时船撞速度沿横向的变化趋势,指出了目前世界各国使用的5种方法存在的不足,提出了考虑船撞速度沿桥轴线方向的分布及船舶意外失速等因素综合影响下的撞击速度的计算方法。通过在安庆长江铁路大桥船撞研究中的应用实例,说明按照各桥墩所在位置选取的不同撞击速度计算船撞力的方法较为合理,可作为防船撞研究和设计的参考。     

公路下穿高速铁路桥梁的扰动性分析

为了评估公路下穿对高铁桥梁的扰动和行车平顺性的影响,文章以蚌埠市治淮东路下穿京沪高铁段为工程背景,建立三维有限元模型,采用Mohr-Coulomb模型考虑土体的弹塑性本构关系,用数值模拟方法对采用桩板结构、桥墩围护钢板桩等工程措施后下穿施工对高速铁路桥墩的扰动进行计算分析。计算结果表明,公路下穿施工中高铁桥墩各方向的位移均小于1mm,能够满足规范要求。采用的工程措施能够有效地减小公路下穿施工对高速铁路桥墩的扰动,文章的计算方法可为类似工程项目提供参考。     

箱形驳船底部砰击载荷及结构加强要求研究

针对箱形驳船,建立了三维水动力计算模型,对箱形驳船系列在设计海况下的船体与波浪之间的相对运动和相对速度做了短期预报。运用Ochi船舶砰击理论,分析了箱形驳船在不同吃水和拖航速度时船首砰击的发生概率和砰击压力极值等,并讨论了吃水、拖航速度等因素对箱形驳船底部砰击特性的影响。在此基础上,提出了箱形驳船首部砰击加强的临界航速建议,为箱形驳船规范中有关底部砰击载荷的修订提供参考和依据。     

桥梁船撞响应计算分析方法比较研究

近年来,随着跨江跨河大型桥梁的修建,桥梁船撞事故频繁发生,对桥梁船撞响应分析进行准确分析计算成为桥梁设计者越来越关注的问题,本文详细介绍了目前国内外桥梁船撞响应的计算分析方法,分析了各种计算分析方法的适用性、考虑的影响因素和优缺点,在此基础上给出了建议的桥梁船撞响应计算方法。     

跨海湾(河湾)桥梁非通航孔柔性拦船防撞装置

桥梁防撞装置中有主要防御船撞桥墩的、船撞上部结构的;有在撞上时桥墩直接受力的和桥墩不直接受力的;有只保护桥的和既保护桥又保护船的等各种不同分类法。本文着眼于主通航孔以外的辅助墩、过渡墩、水中引桥墩等的防撞,这部分桥墩通常占有较宽的水面,是小船的航道。本文提出一种方式是:既能拦住大船又不妨碍小船通行,而且能在几百米范围内为水中各墩防撞的柔性缆索吸能方式。本文阐述其原理、措施和某些重要的细节。     

桥区水域船舶防撞预警信息的应用

正0引言船舶撞桥事故常常造成人命财产的重大损失和严重的社会影响,因此桥梁防撞一直是桥梁设计和桥区通航管理的工作重心。桥梁的防撞技术一般分为被动式和主动式2种~([1]):被动式桥梁防撞可以间接在桥墩附近修建墩外墩、人工岛、漂浮拦网等,阻隔或吸收撞击动能,也可直接在桥墩外围附设橡胶碰垫、弹塑性钢围、耗能防撞圈等,减小对桥墩的撞击动能;主动式桥梁防撞主要结合可见光、红外线、     

水平冲击下防撞装置的试验及有限元研究

采用试验及有限元模拟的方法对格构增强复合材料桥梁防撞装置的水平抗冲击性能进行研究.首先,根据桥墩的实际形状选择合适的缩比尺寸制作了桥墩及防撞装置模型,并进行水平冲击试验.其次,研究有无防撞装置及防撞装置中横向格构间距对船舶撞击力峰值的影响,并利用LS-DYNA软件进行有限元模拟.最后,将有限元结果与试验结果进行对比.结...     

基于改进AASHTO模型的白居寺长江大桥船撞风险评估

本文在AASHTO规范模型基础上引入水位变化条件,提出了基于水位变化的改进AASHTO模型。以白居寺长江大桥P7主墩、P8主墩、P9边墩为例,评估了白居寺长江大桥存在的船撞风险,分析了白居寺长江大桥相关结构参数对桥船相撞概率的影响,计算得到了各桥墩考虑水位变化的撞击年频率及年撞损概率,并根据撞损概率与风险决策标准提出桥梁防撞的合理化建议。     

冲击荷载下的桥梁损伤有限元仿真

应用非线性有限元分析软件MSC/Dytran对某质量为5 000 t,航速为5m/s的刚性撞头正撞某桥承台的碰撞过程进行了仿真计算。计算结果显示了碰撞过程中船撞力的变化情况,桥梁结构损伤情况以及桥墩、桩基础内部应力分布与变化情况。并在对碰撞过程分析的基础上提出桥梁设置防护装置的必要性。     

船撞效应分析在船舶碰撞桥梁隐患治理中的应用

随着长江下游航道条件的改善,船舶大型化发展、船舶流量增加,通航桥孔桥墩防撞要求提高,有些已建老桥抗撞能力不足,需增加防撞设施。采用经验公式计算法和有限元瞬态动力分析法,计算分析了桥墩增加防撞装置后多个典型工况下的船撞力,对设计的防撞设施的消能效果进行评估,对极限工况进行辨别,并提出了桥梁运营管理的综合施策建议,为类似老桥增设防撞装置提供借鉴。