航道等级提升后桥梁船撞风险分析及防撞措施研究

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1、分类号U653单位代码10618密级公开学号30901015专业硕士学位论文航道等级提升后桥梁船撞风险分析及防撞措施研究研究生姓名：王召兵导师姓名及职称：梅迎军教授缪吉伦研究员申请专业学位类别工程硕士学位授予单位重庆交通大学论文提交日期2015年5月5日专业领域名称建筑与土木工程论文答辩日期2015年6月2日2015年6月4日TheStudyofBridgeandShipCollisionVentureandBridgeAnti-CollisionMeasuresaftertheEnhancementoftheWaterwayGradeADissertationSubmittedfo

2、rtheDegreeofMasterCandidate：WangZhaoBingSupervisor：Prof.MeiYingjunChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创牲声明，本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下独立进行研巧工作所取得的成果，本论文不包含任何其他个人。除文中己经注明引用的内容外或集体已经发表或撰写过的作品成果，。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：：１度矣曰期少》夕年６月户

3、曰重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保，允许论文被查阅和借阅留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版。本人授权重庆交通大学可Ｗ将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务（包括但不限于汇编、信息网络传播等），同时本人保留、复制、发行在其他媒体发表论文的权利。学位论文作者签名；毛指导教师签名化逆皆曰期：０＾许（月曰曰年主月？

4、曰７＾矿本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕±学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。学位论文作者签名：指导教师签名曰期：年ｋ月曰曰（年＾月曰％？厂《摘要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，需实施防撞设施工程对存在风险的桥梁进行防撞保护。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怎多，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。本文以北江（乌石至三水河口）航道整治工程为依托，

5、航段经整治由Ⅳ级提升为Ⅲ级后，桥梁存在船撞风险，需实施防撞设施工程对存在风险的桥梁进行防撞保护。根据船撞桥偏航概率模型，分析整治河段桥各参数对船撞桥概率的影响，计算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，并确定了桥梁的防船撞保护区域。利用有限元碰撞模型，对三桩式、六桩式独立防撞墩结构进行了船撞有限元仿真实验，实验结果表明：船舶撞击三桩式独立防撞墩后，结构变形较大，三桩式的防撞墩结构抗撞能力不足，该结构不具备对桥区代表船舶的设防能

6、力。六桩式独立防撞墩，结构变形控制较好，结构稳定性较好，仍具备承载能力；上部承台与墩身结构的增大，虽提供了更为充分的惯性力和约束力，对结构防撞能力的提高主要还是依靠下部的桩结构，结构还具有较为富裕的承载能力。针对其防撞特点各不相同，在防撞墩结构方案基础上，提出了四种防撞优化方案：集中式防撞群桩、围栏式防撞群桩、浮式水上升降式防撞浮带与防撞浮式套箱。并对上述四种防撞优化方案，提出了一种代表性结构方案，建立了三维有限元仿真模型，进行了控制工况下的船撞有限元仿真实验，实验结果均表明提出的代表性结构方案可行，能够满足整治河段代表船型的设防要求。并把桥梁划分为单跨拱桥、连续拱桥与墩式桥三类，分

7、析提出了各类桥型的防撞保护区域，并结合各桥的结构及水文地形特点，分别提出了各桥的防撞措施推荐方案。关键词：数值模拟；风险分析；结构优化；防撞装置IABSTRACTInrecentyears,withtheenchancementofthewaterwaygradeandtheincreasementofthedesignshipnavigationscale,therequirednavigationclearanceisincreasingandthen