船舶货舱区侧撞桥墩有限元仿真分析.pdf

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1、第33卷第10期2011年10月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．33，No．10Oct．，2011船舶货舱区侧撞桥墩有限元仿真分析唐勇1，朱彦2(1．上海船舶运输科学研究所运输系统事业部，上海200135；2．江南造船(集团)有限责任公司开发研究部，上海201913)摘要：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

2、景，应用非线性有限元软件MSC．Dytran，选取3000DWT油船在3．0m／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。关键词：船舶；桥梁；侧撞；偏心距；结构损伤中图分类号：U675．96文献标识码：A文章编号：1672—7649(2011)10—0058-05DOl：10．3404／j．iss

3、n．1672—7649．2011．10．014FiniteelementsimulationanalysisoflateralcollisionbetweencargoholdandbridgeTANGYon91，ZHUYan2(I．TransportationSystemDivision，ShanghaiShip&ShippingResearchInstitute，Shanghai200135，China；2．R&DDepartment，JiangnanShipyard(Group)Co．，Ltd．，S

4、hanghai201913，China)Abstract：Itispossibleforshiptohappenlateralcollisiontobridgepier，whencrossingwaterway，driftingoutofcontrol，avoidingfrontalcrashandSOon．Becauseofthebiggeraddedwatermassofhull，aswellasthelargercontactareabetweenbroadsideandpier，lateralco

5、llisionisSOharmfulthatisnotallowedtobeneglectable．Basedonthelargebridgeengineeringforriver—crossing，thelateralcollisionbetweencargoholdof3000DWTmnkeratthespeedof3．0m／sandbridgepierissimulatedbythenonlinearfiniteelementanalysissoftwareMSC．Dytran．Theimpactf

6、orceandtheevolutionprocessofenergycanbeanalyzedundertheconditionofdifferenteccentricdistance．Simulationresultsshowthatthevalueoflateralcollisionforceisnotles8thanbowfrontalcollisionforceunderthesameconditions．Moreover，itisrecommendedthattheinitiallaterali

7、mpactforceshouldbecontrolledinthecontextofadequatesecurityconditions．Bymeansoftheadditionalprotectivedevicesofbridgepier，it’Sabletoachievethisgoal．Keywords：ship；bridge；sidecollision；eccentricity；structuredamage0引言国外学者Hysing和Boe⋯曾研究过1艘150000DWT散货船侧撞1座24m宽的

8、桥墩，并提出了船侧撞击力的简化经验公式。国内胡志强和顾永宁⋯模拟1艘排水量为2900t的驳船侧向撞击刚性桥墩的碰撞过程，总结出驳船侧撞桥墩的碰撞性能。然而大多数所开展的船撞桥研究主要集中在船首正撞或斜撞桥墩的层面上"曲1，对于船舶货舱区侧撞桥墩的研究则相对较少。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货舱区域的侧撞。由于侧撞时船体附连水质量较大，舷收稿日期：2010-12-16；修回日期：2