桥梁及防撞设施数值模拟分析

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1、申请同济大学工学硕士学位论文譬．．78S029桥梁及防撞设施数值模拟分析培养单位：土木工程学院一级学科：土木工程二级学科：桥梁与隧道工程研究生：孙霁指导教师：王君杰教授副指导教师：邱照宝高工二oo五年四月摘要船舶撞击是航道桥梁设计需要考虑的一个重要问题。我国还没有专用的桥梁设计规范或指南。现有的工程实践中，广泛采用AASHTO的《公路桥梁船撞设计指南》作为设计依据。因此需要进行逐步的研究积累，为编制我国的桥梁船撞设计规范做准备工作。本文的主要工作如下：1)以一座斜拉桥为例，进行全桥建模，完成了船一桥

2、碰撞有限元仿真计算。得到的结论包括：①美国AASHTO规范在船头结构较柔的V型船首的船舶撞击桥梁的情况下，给出的船撞力估计偏于保守；②在5000DⅥ／T散货船的撞击下，斜拉桥无论是主塔还是过渡墩的桩底拉应力都已经超出了混凝土受拉允许范围但主梁与主塔、过渡墩之间的相对位移较小，现有大型滑动支座可以满足其位移要求：③在船撞力分析中，应当考虑全桥模型参与承受船撞力计算，这样才能够正确求解结构关键部位的动力反应。2)设计了一种新型防船撞设施，并通过有限元仿真计算对这种防船撞设施的有效性进行了验证。3)为了使

3、防撞设施对桥梁起到最佳的保护作用，对橡胶块的设置进行了进一步优化分析，给出了优化后橡胶块的设置层数、橡胶块的长度和橡胶块应采用的硬度。关键词：船桥碰撞力，斜拉桥，防撞设施，橡胶块ABSTRACTVesselimpactisacrucialprojectwhichshouldbeconsideredindesignforbridgeswithsea．route．However,inChinathereisstillnottechnicalcertificationsorguidelines．Incur

4、rentbridgedesignprocess，“GuideSpecificationsandCommentaryforVesselCollisionDesignofHighwayBridges”givenbyAASHTOarebroadlyusedfordesignguideline．Forthisreason，stepwiseworkshouldbedonetomakepreparationfortheoutcomeofChina’sownspecificationsforship-vessel

5、collision．Thefollowingcontentarethemainresearchworkdoneinthepaper,1)FEMmodelofacable-stayedbridgehasbeenestablishedandFEManalysisforvessel．bridgecollisioniscarriedoutinthepapenConclusionsdrawnarelistedasfollows，(i3WhenthebridgeisstruckbyvesselswithV-sh

6、apebow,theimpactforcegivenbyAASHTO’specificationsisrelativelyconservative：②Undertheimpactby5000DWTBulkCarrier,thepullingstressofthebridge’spilesexceedsthelimitationofpullingstresstheconcretecanbear．Andtherelativedisplacementbetweenbeamandtoweraswellasp

7、ierarerelativelysmall．whichcanbemetbycurrently．usedlargeslidingbearings；⑧Inordertogetthedynamicresponseofthebridgecorrectly,aFEMmodelofthewholebridgeshouldbeusedintheanalysisofvessel—bridgecollision．2)Anewanti—collisionequipmentisdesigned，what’smore，th

8、eeffectivenessoftheequipmentisvalidatedthroughFEManalysis．3)Tofindoutthebestprotectingcapacityoftheequipment，furtherFEManalysisiscarriedouttooptimizethesettingofrubberblocksandsuggestionsaregivenonthelayers’number,lengthandrigidityofrub