防御船撞桥的桥墩防撞装置

桥是跨航道的重要通道,桥墩是航道中的障碍物,由于自然和人为条件的多变,出现船撞桥墩的事故。历史上有大承台、人工岛等行之有效的防撞设施,长期保护了桥;后来出现木栅、钢链和浮舟等设施,希望除了保护桥之外也保护船,但这些设施比较易坏。人们进一步要求桥、船和防撞设施三者都不坏(简称三不坏),这样就出现了会后退的外刚内柔的三不坏防撞装置。     

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。     

基于视频目标检测的桥梁防船撞主动预警技术研究*

为减少船撞桥事故的发生,提高桥区水域的通航安全等级,以目标检测算法为基础通过AForge.NET工具包设计实现对桥区水域的运动船舶实时检测与跟踪。根据运动船舶的航行轨迹预测船舶航向,判断船舶是否具有撞桥危险并做出相应预警措施。并在安徽淮河干流蚌埠段等进行验证试验,试验结果表明检测效果良好,能够对高等级航道桥群河段的桥梁防撞主动预警提供有效可行的实施方案。     

船舶与浮式码头碰撞过程仿真

基于任意拉格朗日-欧拉法,描述了靠泊船与浮式码头碰撞过程中流固耦合关系。采用耦合法建立了浮式码头与靠泊船碰撞的仿真模型,真实模拟了船舶与浮式码头碰撞的过程,并与试验结果进行对比。由此可知,靠泊船碰撞对于浮式码头的运动响应、连接器所承受载荷、锚缆张力影响较为显著,流体区域也将产生较强的扰动,在实际工程应用中应加以注意。同时,也证明任意拉格朗日-欧拉法在流固耦合的研究领域优势明显。     

Nonlinear numerical analysis and progressive damage assessment of a cable-stayed bridge pier subjected to ship collision

Despite many studies on barge collisions with girder bridges in the literature, this paper investigates the progressive damage behaviors and nonlinear failure modes of a cable-stayed bridge pier subjected to ship collisions using finite element (FE) simulations in LS-DYNA. The damages in the pier initiate with appearing of local shear failures in the slender columns during the ship collision stage and reach the severe cross-sectional fractures associated with the formation of plastic hinges which causes the combined shear-flexural failures during the free vibration phase of the pier response. In addition, an analytical simplified model with two-degree-of-freedom (2-DOF) is proposed to formulate the strain rate effects of the concrete materials as the dynamic increase factors in the global responses of the impacted pier. It is found that the analytical model is able to efficiently estimate the impact responses of the structure compared to those from the FE high-resolution simulations. Moreover, three different damage indices are proposed based on the pier deflection, the internal energy absorbed by the pier, and the axial load capacity of the pier columns to classify the damage levels of the pier. Finally, an efficient damage index method is determinant by comparing the calculated results with the damage behaviors of the pier observed from the FE simulations.     

基于Matlab平台的船舶避碰模型研究

根据本船的运动参数及连续两次观测所得到的目标船的相对方位和距离,运用避碰几何原理,在Matlab平台下建立了船舶避碰真运动模型,可以得到目标船运动参数及本船的避让措施和恢复航向的时机,并给出真运动轨迹图。文中还选择船舶会遇的典型实例对本模型进行了验证,结果表明,模型模拟的结果正确,对实际避碰行动有参考价值。     

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。     

船体背液板架碰撞损伤机理研究

为研究舱内液货对船体结构损伤机理的影响,利用数值仿真软件MSC.Dytran,计算出背液板架流固耦合力、碰撞力、损伤变形以及能量吸收等,并与背空板架进行了对比分析.结果表明,背液板架的损伤机理明显区别于背空板架,流固耦合力使得结构的变形模式发生了改变、碰撞力增加、极限撞深减小.     

基于Ls-dyna的船舶与码头碰撞动力特性仿真分析

运用非线性显式有限元的方法,分析船-码头碰撞的全过程,探讨碰撞部位对船舶动力特性的影响规律,揭示船-码头碰撞过程中船体构件的受损情况,预报碰撞力及变性能的时程变化规律。研究表明:船舶与码头发生首碰、尾碰时,船舶主要受力构件、受力特点明显不同,主要受力构件的应力分布特点是分布面积小,维持时间长,应力数值大;次要受力构件的应力分布特点是分布面积大,维持时间较短,应力数值小性。船舶与码头碰撞过程中伴有船舶的凹陷及船体外板的运动,在实际工程中应当给予足够的重视。     

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。     

船—冰碰撞几何概率计算方法及影响因素研究

文章以特定海域内的典型航道作为研究对象,基于二维连续型随机变量的概率理论,并结合航天工程中复合体的概念,建立了船—冰碰撞几何概率计算的数学模型;同时应用Matlab编制了相关程序,计算了船—冰碰撞的几何概率;最后分析了船舶和浮冰尺寸以及船舶分布函数中的相关参数对于几何碰撞概率的影响,揭示了几何碰撞概率与各个参数之间的关系.     

基于简化解析方法的舷侧结构碰撞吸能分析

船体结构破裂前因产生塑性变形而吸收能量的能力是衡量结构耐撞性的重要指标之一,提出一种简化解析方法对船舶舷侧结构的基本构件梁和板进行吸能能力计算,并将该方法应用于单壳船舷侧结构的碰撞分析.通过系列计算结果比对,从防撞角度对舷侧结构设计提出合理建议.     

带翼板沉箱在直立式码头结构中的应用

带翼板沉箱作为新型沉箱结构,与常规沉箱码头结构相比,可有效改善码头前波浪反射情况、减小墙后土压力、降低工程投资,采用类似结构的梳式防波堤已有实际工程案例,但是,目前带翼板沉箱在后方有回填土的直立式码头中使用较少。介绍了带翼板沉箱结构在大连松木岛件杂货码头中的应用,分析波浪以及墙后填土对梳式码头结构的作用,对沉箱翼板尺度的选取进行研究,为此类新型结构的应用提供参考。