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。     

船桥碰撞中桥墩防撞装置性能研究

利用ANSYS/LS-DYNA显示非线性有限元软件,对天兴洲大桥某桥墩的防撞装置进行了船-防撞装置碰撞模拟,分析防撞装置在碰撞中结构的损伤情况和各构件的吸能特性,结合计算结果,对防撞装置提出合理的改进意见,以提高防撞装置的防撞性能。     

武汉天兴洲公铁两用长江大桥1#墩防撞设计与分析

介绍了天兴洲大桥的工程特点和设置防撞装置的必要性,提出了适合该桥梁防撞要求的等截面桥墩防撞设施,并采用有限元方法对船与该防撞装置的碰撞过程进行了模拟,得出了桥梁设计所关心的技术指标,满足了设计破要求.     

船闸防撞装置撞击荷载计算及试验研究

本文结合三峡水利枢纽工程船闸闸门防撞装置设计方案的选择探讨了船舶对防撞装置撞击力的计算方法,提出了应用船舶运动理论计算撞击力的理论计算方法,并进行了试验验证。本文的方法对类似的防撞装置设计亦有一定参考价值。     

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。     

山区涉河桥墩布设防撞装置对通航的影响*

为研究山区河流桥梁布设防撞装置对于通航的影响，采用二维物理模型试验的方法，利用运动船舶受力偏离航线的原理，通过对船舶艏向角θ、漂角β等船舶航行参数的分析，研究桥梁与水流存在交角的情况下布设防撞装置对船舶航行的影响；通过设置多条航线，探究船舶航行时与桥墩的的安全距离。试验结果表明：山区河流涉河桥墩布设防撞装置对于船舶航行的影响远大于裸墩，且尖艏型防撞装置对航行船舶的影响大于圆艏型；山区河流涉河桥墩或防撞装置与水流的交角越大，船舶的偏转幅度越大，其中0°～10°变化趋势较为明显。通过多组航线航行试验发现，航线越靠近桥墩，船舶受到的影响越大，当航线与桥墩的距离达到3W时，这一影响达到峰值。所得结果可以为山区河流桥梁通航安全的研究及防撞装置的研发提供参考。     

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。     

锈蚀钢筋混凝土桥墩滞回性能的数值模拟

基于钢筋混凝土桥墩低周反复荷载试验结果,利用ANSYS有限元分析软件,建立桥墩的有限元计算模型,并对其进行承载力验证及低周反复荷载试验下全过程的非线性有限元分析,与相应试验结论吻合较好.通过施加温度场模拟钢筋锈胀力对混凝土桥墩的作用,进一步研究钢筋锈蚀后桥墩在不同锈蚀率下滞回曲线、骨架曲线以及桥墩耗能能力.分析比较表明:用温度场模拟钢筋锈胀力对混凝土桥墩的作用可以取得令人满意的结果.本方法可供锈蚀桥墩的抗震性能研究参考.     

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.     

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。     

上海内河跨航道桥梁防撞设施分析

针对上海内河跨航道桥梁水上防撞设施,对桥梁防撞体系、船撞力计算方法进行论述,结合内河跨航道桥梁自身特点和最新防撞理念,对适合内河跨航道桥梁的防撞方案和设施进行分析。结果表明:适合上海内河跨航道桥梁水上防撞的防撞设施主要有固定或浮式防撞装置和桩基防撞墩两种类型,若这两种类型防撞设施不具有施工条件,一般采用小规格缓冲材料对桥墩进行防护;对于与黄浦江直接连通的支流桥梁,除小规格缓冲材料,一般采用防护桩。     

聚脲涂层舷侧板架抗撞性能试验研究

针对船舶舷侧结构抗碰撞问题,开展有无聚脲涂层舷侧板架落锤试验研究。以某型舰船结构为依据建立舷侧板架有限元模型,利用瞬态动力学软件MSC/Dytran对模型进行数值仿真并确定落锤高度及试验工况。在此基础上,制作模型板架进行有无聚脲涂层舷侧板架落锤冲击试验,分别获得有涂层和无涂层舷侧板架在碰撞冲击载荷作用下的损伤变形、破口大小及碰撞力,对比研究聚脲材料的抗撞防护性能。结果表明,聚脲涂层的存在能够加强舷侧板架的耐撞防护性能。     

新型三桩式防撞设施的数值模拟分析

针对目前通航河道上船舶撞桥事故频发,而桥梁往往缺乏有效防撞设施的现状,提出新型三桩式桥梁防撞设施的设计方案.三桩式桥梁防撞设施具有占地少、造价低和吸能效果明显等优点,能够满足运河桥墩防撞的要求.根据船舶与桥梁碰撞的相关理论,采用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件模拟船舶与三桩式防撞设施的碰撞作用,深入分析和评估...     

万州长江公路大桥防撞设施工程通航论证*

三峡水库175 m蓄水后,万州长江公路大桥两端部分拱圈及立柱被淹没。一旦船舶失控或走偏航道碰撞拱圈和立柱,极易导致拱桥垮塌,引发极为恶劣的安全事故。针对大桥现状,创新提出了弧形水上升降式桥梁防撞装置,该装置能对拱桥易撞部位进行区域式防护,并能随水位变化而自动升降。主要通过物理模型试验并结合相关数值模拟分析拟建防撞工程建成后对桥区河段河床演变、通航净空尺度、通航水流条件以及船舶航行条件等的影响。     

桥梁防撞设施物理模型试验

物理模型试验是预报防撞设施所受撞击力及优化设计方案的主要方法之一。结合杭州湾大桥柔性防撞设施及东海大桥独立式防撞体设计方案,阐述了船—防撞体撞击试验的基本原理、方法、试验方案及相关试验结果。提出了柔性防撞系统的优化方案。试验结果表明,该方案经济有效,可供预报类似桥梁防撞设施撞击力时参考。     

船舶与桥墩碰撞的数值模拟

利用有限元软件,模拟4种不同载重吨位的船舶以不同的速度与某桥墩发生碰撞的过程,演示有限元法仿真计算船桥碰撞问题的一般过程,着重分析船舶和桥墩的损伤程度.在此基础上,归纳出撞深速度、撞击时间-速度和桥墩的应力分布.     

裕溪船闸三角闸门新型防撞结构体系研究

以裕溪一线船闸扩容改造工程中34 m口门三角闸门为研究对象,提出一种新型的三角闸门防撞结构体系,该结构由铝制蜂窝面板和刚性支撑杆件组成。对新型防撞结构体系进行有限元建模,并进行撞击模拟,同时将新型防撞结构体系与传统刚性防撞结构体系进行对比。结果表明:新型防撞结构体系在计算工况下工作状况良好,没有出现塑性;与传统刚性防撞结构相比,在消能、轻质和更换方面具有很好的优势。     

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。