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单塔斜拉桥在船舶撞击下动力响应及防撞设计
1
作者 田力 张晗奇 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第4期343-356,共14页
首先,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立船-桥碰撞有限元模型,以附加质量模型考虑流体效应,利用落锤冲击试验验证了撞击作用下混凝土本构模型的有效性.其次,开展了不同撞击角度、不同船舶航速下船舶高速撞击斜拉桥桥塔数值模拟,分析了桥... 首先,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立船-桥碰撞有限元模型,以附加质量模型考虑流体效应,利用落锤冲击试验验证了撞击作用下混凝土本构模型的有效性.其次,开展了不同撞击角度、不同船舶航速下船舶高速撞击斜拉桥桥塔数值模拟,分析了桥塔损伤、碰撞力、桥塔位移、桥面位移、索力变化等方面的差异,并将碰撞力与国内外规范公式进行对比分析.再次,研究了30.0节(1节=0.5144 m/s)船速下桥塔瞬时倒塌过程及桥塔受损后持续荷载作用下倒塌机理.最后,为桥塔设计一种以FRP和橡胶为主要材料的防撞装置,模拟分析其在降低桥塔动力响应方面的防撞效果.结果表明:当船舶以高速撞击斜拉桥桥塔时,船桥碰撞整体动力响应随撞击角度和船舶航速增大而增大;采用一些国内外规范中的碰撞力公式偏于不安全;船桥碰撞后斜拉索索力迅速增大,靠近桥塔处索力变化率最大;船速为30.0节时,桥塔在碰撞后发生桥塔肢腿错位断裂的倒塌;船速为25.0节时,塔柱已有较大损伤破口,桥塔在遭受船舶碰撞后向碰撞侧倾斜,在重力及桥面荷载的持续作用下桥塔侧向位移逐渐增大而发生桥塔倒塌;设计的防撞装置能有效避免桥塔损伤,能削减碰撞力峰值、塔顶侧向位移、桥面位移及桥塔能量,同时保护斜拉桥与船舶. 展开更多
关键词 船-桥碰撞 数值模拟 附加质量 动力响应 防撞装置
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基于梯形泡沫铝复合夹层结构的新型船–桥碰撞防护装置损伤特性研究
2
作者 刘昆 张子阳 +1 位作者 王加夏 俞同强 《船舶力学》 北大核心 2025年第4期629-644,共16页
随着交通运输业的高速发展,船–桥碰撞事故时有发生并带来相关人员生命、财产损失,船–桥防撞设施在保护桥梁结构的同时也能降低船舶的损伤。针对传统钢制套箱刚度大、防护位置固定等不足,本文基于梯形泡沫铝复合夹层结构设计自浮式新... 随着交通运输业的高速发展,船–桥碰撞事故时有发生并带来相关人员生命、财产损失,船–桥防撞设施在保护桥梁结构的同时也能降低船舶的损伤。针对传统钢制套箱刚度大、防护位置固定等不足,本文基于梯形泡沫铝复合夹层结构设计自浮式新型船–桥防撞装置,通过有限元软件LS–DYNA建立考虑了桩–水–土耦合的船–防撞装置–桥墩碰撞模型,开展典型碰撞载荷作用的船–防撞装置–桥墩损伤特性研究,评估了不同的船速、船撞角度等因素下防撞装置的耐撞性能。结果表明,该防撞装置具备优异的缓冲、吸能特性,能有效降低碰撞力峰值,延长碰撞作用时间,在减小桥墩损伤的同时可以有效减小船艏结构损伤。 展开更多
关键词 船–桥碰撞 梯形泡沫铝复合夹层结构 防撞装置 流固耦合 损伤特性
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柱壳链结构在船撞载荷下的动力响应特性分析
3
作者 王创 潘晋 +2 位作者 陈杰 张文哲 许明财 《船海工程》 北大核心 2025年第4期32-38,共7页
频发的船桥碰撞事故对桥墩的防船撞结构设计提出新的要求,常见的防船撞结构均是以结构的塑性变形和破坏来吸收和耗散碰撞能量,而具备能量疏导特性的新型结构可将船舶碰撞产生的应力波沿预设路径疏散,从而在极大程度上削减冲击能量对防... 频发的船桥碰撞事故对桥墩的防船撞结构设计提出新的要求,常见的防船撞结构均是以结构的塑性变形和破坏来吸收和耗散碰撞能量,而具备能量疏导特性的新型结构可将船舶碰撞产生的应力波沿预设路径疏散,从而在极大程度上削减冲击能量对防船撞结构和被撞桥墩的影响。以柱壳链结构为研究对象,采用有限元分析方法,探究二维模型中柱壳链单胞纵横比对防船撞结构抗冲击特性的影响,并将所得结论应用于三维柱壳链结构设计之中,同时引入相对密度梯度参数。经参数化设计和对比研究发现,正相对密度梯度、胞元纵横比为5/3且按固定间距排布的三维柱壳链结构具有较好的能量疏导性能,可为船桥碰撞领域中具备新型能量疏导性能的防船撞结构设计提供参考。 展开更多
关键词 船桥碰撞 能量疏导 柱壳链结构
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基于AHP-EWM改进的船桥碰撞风险模糊综合评价方法研究 被引量:2
4
作者 冯玉涛 何杨 +2 位作者 上官科峰 廖婧玥 刘长辉 《桥梁建设》 北大核心 2025年第1期80-87,共8页
为更客观、可靠地评价通航桥梁船桥碰撞风险,对国内外近年来214起船桥碰撞事故进行统计分析,识别其主要风险因素,以此构建桥梁船桥碰撞风险评价指标体系。提出一种基于层次分析法(AHP)-熵权法(EWM)改进的船桥碰撞风险模糊综合评价方法,... 为更客观、可靠地评价通航桥梁船桥碰撞风险,对国内外近年来214起船桥碰撞事故进行统计分析,识别其主要风险因素,以此构建桥梁船桥碰撞风险评价指标体系。提出一种基于层次分析法(AHP)-熵权法(EWM)改进的船桥碰撞风险模糊综合评价方法,该方法基于桥梁船桥碰撞风险评价指标体系,通过AHP和EWM将风险因素和评价对象转化为评价指标,经一致性分析和标准化处理,获得更为客观的复合权重,基于该权重改进模糊综合评价指标层因素向量,进而得到各评价指标的评价向量,再依据最大隶属度原则获得风险指标的评价结果,以实现通航桥梁船桥碰撞风险等级的可靠评价。以三峡库区万州长江公路大桥为例,对风险评价指标体系和评价方法进行检验。结果表明:评价指标体系与大桥主要风险因素高度一致,指标体系合理且具有普适性;评价结论与大桥的风险特征吻合,评价方法正确可靠。 展开更多
关键词 通航桥梁 船撞风险 指标体系 层次分析法 熵权法 模糊综合评价
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基于贴近摄影测量的桥梁防船撞装备变形监测研究
5
作者 陈正飞 陈亨驰 陈斌 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期123-130,共8页
桥梁防船撞装备能够有效降低船撞桥事故的发生率以及减轻碰撞事故后果,确保桥梁及人员财产的安全。针对桥梁防船撞装备的变形监测需求,提出了一种基于影像重构点云的桥梁防船撞装备变形监测方法;通过运用无人机采集影像,结合运动恢复结... 桥梁防船撞装备能够有效降低船撞桥事故的发生率以及减轻碰撞事故后果,确保桥梁及人员财产的安全。针对桥梁防船撞装备的变形监测需求,提出了一种基于影像重构点云的桥梁防船撞装备变形监测方法;通过运用无人机采集影像,结合运动恢复结构——多视图立体视觉算法(SfM-MVS)实现了防船撞装备的三维点云模型重建;采用点云直接比较算法(cloud to cloud, C2C)进行三维点云数据变化检测,对不同时间或场景下的防船撞装备三维点云数据进行比较和分析,实现了防船撞装备变形、破损情况的自动检测。该监测方法能够识别0.4 cm以上的结构变形。研究结果表明:基于贴近摄影测量的桥梁防船撞装备变形监测方法适用于桥梁防船撞装备的自动化检测,具备较高的实用价值。 展开更多
关键词 桥梁工程 贴近摄影测量 防船撞装备 三维重建 C2C 变形监测
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采用自然激励技术提取自由衰减振动信号的桥梁船撞报警研究
6
作者 苏彬建 张欣 +2 位作者 魏斌 许肇峰 张建 《振动与冲击》 北大核心 2025年第8期297-308,共12页
一般采用振动阈值算法和振动时域特征向量算法难以从船舶撞击状态下桥梁的振动加速度实测数据中识别出船撞信号。为解决采用加速度实测数据进行桥梁船撞异常报警,存在阈值设定不同、信号类型识别困难、识别结果易受环境噪声影响的问题... 一般采用振动阈值算法和振动时域特征向量算法难以从船舶撞击状态下桥梁的振动加速度实测数据中识别出船撞信号。为解决采用加速度实测数据进行桥梁船撞异常报警,存在阈值设定不同、信号类型识别困难、识别结果易受环境噪声影响的问题。研究采用自然激励技术提取加速度自由振动衰减响应信号进行桥梁船撞报警的方法。首先,采用滑动窗算法对加速度实测数据进行截取得到对应的加速度子序列。接着,采用自然激励技术对加速度子序列进行振动响应曲线提取,并利用希尔伯特变化提取振动响应信号的包络,再对包络线进行衰减函数判断,通过衰减函数判定信号类型,并在此基础上,计算不同状态下的马氏距离均值比,利用肖维勒方法对不同桥墩顶处加速度振动响应的马氏距离均值比的异常值进行判断,通过出现异常值的时间和大小来判断船撞时刻。最后,以九江大桥两次船撞桥事件的加速度实测数据为例,分析了不同墩顶位置处的加速度振动衰减信号和不同状态下的马氏距离均值比。结果表明,该方法能够识别出船撞时刻,能够有效进行船撞报警,克服了一般基于振动时域参数特征向量算法难以识别的缺点。同时,该算法通过冲击振动衰减特性,进行衰减函数判断,解决了一般桥梁船撞算法存在信号类型识别困难的问题。 展开更多
关键词 桥梁船撞报警 自然激励技术 马氏距离均值比 自由衰减 包络 异常检测
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基于性能的通航桥梁抗船撞评估方法及应用研究 被引量:6
7
作者 王永祥 贾小龙 孙红兰 《世界桥梁》 北大核心 2024年第1期95-102,共8页
为合理有效地开展通航桥梁抗船撞性能评估,提出基于性能的桥梁抗船撞标准化评估方法。基于现行《公路桥梁抗撞设计规范》(JTG/T 3360-02-2020),从抗撞性能等级确定、设防代表船型确定、船撞力计算、船撞效应计算以及抗撞性能验算等方面... 为合理有效地开展通航桥梁抗船撞性能评估,提出基于性能的桥梁抗船撞标准化评估方法。基于现行《公路桥梁抗撞设计规范》(JTG/T 3360-02-2020),从抗撞性能等级确定、设防代表船型确定、船撞力计算、船撞效应计算以及抗撞性能验算等方面,采用结构性能目标作为评估准则,建立桥梁抗撞性能评估各环节流程的标准化评估方法。以江苏扬中三桥为应用实例,运用该方法进行该桥20号墩抗撞性能评估,结果表明:20号墩桩基顺桥向抗弯性能不满足JX1级要求,其余验算结果满足要求,桥墩抗撞性能综合评估结果为不满足要求。参照评估结果该桥加装了浮动式防撞设施。桥梁抗撞性能评估标准化,可准确高效实现桥梁抗撞性能等级确定、船撞效应计算、抗撞性能验算等预期的评估功能要求。 展开更多
关键词 桥梁工程 船撞桥 现行规范 结构性能目标 抗撞性能 标准化评估方法 工程应用
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桥墩倾斜方向对自浮式防撞装置防护效果影响研究
8
作者 张磊 刘斌 +2 位作者 王伟峰 张晓丹 吴卫国 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第2期214-219,共6页
随着航道上大跨度桥梁的建设愈加广泛,其桥墩在水面附近往往具有一定的倾斜角度。为研究桥墩倾斜方向对自浮式防撞装置防护效果的影响,文章基于装备自浮式防撞装置的2种倾斜方向的桥墩与6000DWT级散货船为研究对象进行非线性有限元仿真... 随着航道上大跨度桥梁的建设愈加广泛,其桥墩在水面附近往往具有一定的倾斜角度。为研究桥墩倾斜方向对自浮式防撞装置防护效果的影响,文章基于装备自浮式防撞装置的2种倾斜方向的桥墩与6000DWT级散货船为研究对象进行非线性有限元仿真碰撞计算,分析桥墩倾斜方向对不同航速船舶撞击下桥墩撞击力、系统能量转换、船艏结构破坏的影响。结果表明:外倾式桥墩受到撞击力更小,其防撞装置通过变形吸收能量更多、防护效果更好。研究成果可为大跨度桥墩设计与防撞装置的开发提供重要的参考价值。 展开更多
关键词 船桥碰撞 防撞装置 数值仿真 倾斜桥墩 索塔
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张靖皋长江大桥南航道桥南塔防撞方案研究 被引量:5
9
作者 张贵宾 张绪进 +1 位作者 郭昊天 方海 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期16-21,共6页
张靖皋长江大桥南航道桥为主跨2300 m的双塔双吊跨钢箱梁悬索桥,桥下船舶通航密度大、船舶平均吨位大、船舶碰撞概率高、南塔所受船撞力计算值大。经综合分析,传统被动防撞方案均不能很好满足南塔防撞要求,故提出采用锁口钢管桩围堰外... 张靖皋长江大桥南航道桥为主跨2300 m的双塔双吊跨钢箱梁悬索桥,桥下船舶通航密度大、船舶平均吨位大、船舶碰撞概率高、南塔所受船撞力计算值大。经综合分析,传统被动防撞方案均不能很好满足南塔防撞要求,故提出采用锁口钢管桩围堰外挂软体护舷的新型防撞方案。该防撞方案通过在承台外围设锁口钢管桩围堰形成裙墙,在围堰外侧外挂软体护舷,并在围堰与承台之间空隙处填充耗能材料实现防撞及消能,裙墙同时兼作临时施工围水设施以及起到永久冲刷防护和船撞消能作用。为验证新型防撞装置的防撞效果并选择合适的耗能材料,进行船桥碰撞有限元分析。最终采用填充沙粒的新型防撞装置方案,该方案可削减36.68%南塔承台撞击力,防撞效果好。新型防撞方案施工简单,后期仅需对钢管桩作防腐处理,撞后便于修复,工程造价低。 展开更多
关键词 悬索桥 船桥碰撞 锁口钢管桩围堰 软体护舷 防撞方案 有限元法
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长大桥梁非通航孔桥船舶撞击风险评估模型及工程应用 被引量:1
10
作者 贾恩实 方海 王永刚 《世界桥梁》 北大核心 2024年第6期100-106,共7页
针对长大桥梁非通航孔桥船撞风险评估问题,基于风险指数评估方法,考虑船舶信息、航道信息、桥墩信息、水流和风力等关键影响因素,建立船舶碰撞非通航孔的风险评估模型。以某跨海长桥为背景,基于船舶交通流统计数据,从危险性、暴露性和... 针对长大桥梁非通航孔桥船撞风险评估问题,基于风险指数评估方法,考虑船舶信息、航道信息、桥墩信息、水流和风力等关键影响因素,建立船舶碰撞非通航孔的风险评估模型。以某跨海长桥为背景,基于船舶交通流统计数据,从危险性、暴露性和脆弱性三方面,对3座主通航孔桥两侧的非通航孔桥船撞风险进行了定量统计分析。结果表明:A通航孔桥两侧非通航孔桥墩船舶撞击风险低,B通航孔桥和C通航孔桥两侧的非通航孔桥墩船舶撞击风险非常高。建议从通航管理、导助航设施、预警措施、拦截措施、应急处置等方面建立综合防护措施来降低非通航孔桥的船撞风险,避免发生船舶碰撞桥梁的事故。 展开更多
关键词 长大桥梁 非通航孔桥 桥墩 船舶撞击 风险评估 防范措施
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船舶撞击内河桥梁下部结构力学特性研究 被引量:1
11
作者 宋成志 胡裕成 +5 位作者 张萌 李文斌 师晖军 张乔 李超 卞海丁 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期156-164,共9页
为研究内河桥梁下部结构在船舶撞击下的受力特性,依托安康市汉江一桥,开展水平冲击荷载作用下的单桩冲击力室内模型试验,在通过室内模型试验结果验证数值模型有效性的基础上,建立汉江一桥下部结构模型,研究分析其受船舶撞击下的船撞力... 为研究内河桥梁下部结构在船舶撞击下的受力特性,依托安康市汉江一桥,开展水平冲击荷载作用下的单桩冲击力室内模型试验,在通过室内模型试验结果验证数值模型有效性的基础上,建立汉江一桥下部结构模型,研究分析其受船舶撞击下的船撞力、位移及损伤特性。研究结果表明:船桥碰撞产生的船撞力可分为直接撞击阶段与残余力撞击阶段,船桥碰撞问题的研究可仅采用直接撞击阶段;桥梁下部结构的刚度越大,船桥碰撞的接触时间越短、船撞力峰值越大;船舶撞击桥梁下部结构不同位置的最大位移变形主要出现在各部件的连接处,桩基的中性点主要出现在桩顶附近与桩身下半段;进行桥梁下部结构防撞设计时,应重点关注桥墩与承台连接处,承台与桩基连接处的强度问题。研究结果可为内河桥梁的防撞设计与相应的规范规程提供参考。 展开更多
关键词 船桥碰撞 内河 桥梁下部结构 模型试验 数值模拟 力学特性
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基于黏滞阻尼器的防船撞装置防护性能分析
12
作者 何骏 于国军 +2 位作者 孟壮 王品端 薛晓玲 《铁道建筑》 北大核心 2024年第11期90-94,共5页
为设计一种安装黏滞阻尼器的防船撞装置并研究其防护性能,参照南京长江第二大桥北汊桥设计图纸,建立有限元碰撞系统模型并采用数值动力计算方法,利用撞击力峰值和碰撞深度评价其防护性能,分析不同抵柱截面形状和黏滞阻尼器数量下防船撞... 为设计一种安装黏滞阻尼器的防船撞装置并研究其防护性能,参照南京长江第二大桥北汊桥设计图纸,建立有限元碰撞系统模型并采用数值动力计算方法,利用撞击力峰值和碰撞深度评价其防护性能,分析不同抵柱截面形状和黏滞阻尼器数量下防船撞装置的防护性能。结果表明:随着黏滞阻尼器数量的增加,撞击力峰值先减小后增大,而碰撞深度逐渐减小。抵柱截面形状为圆形时,与未安装黏滞阻尼器的防船撞装置相比,安装黏滞阻尼器后撞击力峰值减小了5.90%,并有效减小了0.21 m的防船撞装置碰撞深度。防船撞装置的抵柱截面形状为圆形格构,黏滞阻尼器为2个时防船撞性能最好。 展开更多
关键词 预应力混凝土连续箱梁桥 黏滞阻尼器 数值计算 防船撞性能 碰撞系统
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沪苏通长江公铁大桥防船撞设施施工关键技术 被引量:1
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作者 贾维君 《铁道建筑》 北大核心 2024年第9期97-100,共4页
沪苏通长江公铁大桥主跨跨度1 092 m,桥区河段航道为Ⅰ-(1)航道。大桥主通航孔按代表船型5万吨级集装箱船和10万吨级散货船、代表船队16×3 000 t级内河船队考虑防撞标准。防船撞设施采用钢-复合材料浮式结构,具有结构复杂、平面尺... 沪苏通长江公铁大桥主跨跨度1 092 m,桥区河段航道为Ⅰ-(1)航道。大桥主通航孔按代表船型5万吨级集装箱船和10万吨级散货船、代表船队16×3 000 t级内河船队考虑防撞标准。防船撞设施采用钢-复合材料浮式结构,具有结构复杂、平面尺寸大、质量大等特点。采用如下总体施工方案,即工厂内分段加工制造,整体预拼装后解体,再将各分段通过龙门吊移至港池内,在港池内组装成大节段,通过拖船拖带浮运至桥址,用螺栓连接成整体,实现了安全、优质、快速安装。 展开更多
关键词 沪苏通长江公铁大桥 防船撞 钢-复合材料 大节段 浮运 制造 安装
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长洲水利枢纽三线四线船闸交通桥工程抗撞性能分析
14
作者 熊先华 冀温源 《中国航海》 CSCD 北大核心 2024年第S1期220-226,共7页
在船闸与枢纽交通桥混合区域,存在过闸船舶与交通桥碰撞风险。对此,结合《船舶碰撞桥梁隐患治理三年行动实施方案》,采用有限单元法对长洲三线四线船闸交通桥抗撞性能进行验算分析。研究表明:5000吨级设防代表船型撞击船闸分水墙,箱梁... 在船闸与枢纽交通桥混合区域,存在过闸船舶与交通桥碰撞风险。对此,结合《船舶碰撞桥梁隐患治理三年行动实施方案》,采用有限单元法对长洲三线四线船闸交通桥抗撞性能进行验算分析。研究表明:5000吨级设防代表船型撞击船闸分水墙,箱梁最大位移趋近于零,交通桥各项指标均满足规范的要求,该工况下船闸和交通结构安全受到的影响较小;5000吨级和3000吨级设防代表船型正面撞击船闸交通桥,箱梁位移值较大,易造成桥梁损坏,船舶的大型化发展使船闸与枢纽交通桥混合区域的桥梁安全风险增加。相比撞击船闸分水墙工况,船舶撞击船闸交通桥箱梁工况更易造成桥梁损坏,应完善导助航标志标牌,提醒船舶核实自身干舷高度与桥梁净高的符合性,提升进出闸的安全性。 展开更多
关键词 长洲船闸 交通桥 抗撞性能
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船撞桥设计理论的现状与需进一步研究的问题 被引量:91
15
作者 项海帆 范立础 王君杰 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期386-392,共7页
世界范围内船舶与桥梁相撞的事件时有发生 ,已经成为航道桥梁工程设计的一个重要问题 .我国在长江等航运繁忙的河流上修建了大量的桥梁并计划建造更多的桥梁 .同时配合同 -三线的建设和沿海岛屿的开发 ,正在和将要建设众多的跨海湾和跨... 世界范围内船舶与桥梁相撞的事件时有发生 ,已经成为航道桥梁工程设计的一个重要问题 .我国在长江等航运繁忙的河流上修建了大量的桥梁并计划建造更多的桥梁 .同时配合同 -三线的建设和沿海岛屿的开发 ,正在和将要建设众多的跨海湾和跨海峡的桥梁工程 .因此解决船撞桥梁的问题 ,以及制订相应的设计规范或设计指南成为摆在我国桥梁工作者面前的一个重要任务 .为此概要地介绍了船 -桥相撞研究的理论与实践意义 ,回顾此问题研究的国内外现状 ,并对今后应进行深入研究的主要问题进行了讨论 . 展开更多
关键词 桥梁 船舶 撞击 设计
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润扬长江公路大桥船撞数值模拟与复合材料防撞系统设计 被引量:25
16
作者 刘伟庆 方海 +2 位作者 祝露 庄勇 周叮 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期5-12,共8页
准确预测船撞作用下的桥墩受力值,对评估船桥碰撞后桥梁的安全性及进行合理防撞结构设计具有重要意义。由于船舶与桥梁均具有复杂的结构形式和受力行为,因此船撞力的准确计算目前主要借助于有限元数值模拟。本文围绕润扬长江大桥北叉斜... 准确预测船撞作用下的桥墩受力值,对评估船桥碰撞后桥梁的安全性及进行合理防撞结构设计具有重要意义。由于船舶与桥梁均具有复杂的结构形式和受力行为,因此船撞力的准确计算目前主要借助于有限元数值模拟。本文围绕润扬长江大桥北叉斜拉桥展开防撞设计,首先应用经验公式预估船撞力,然后通过ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件模拟了3000t级船舶满载正撞、满载正桥向20°和满载侧桥向20°撞击北汊桥的下塔柱,归纳在各种工况下的碰撞能量和碰撞力时程曲线,进而与经验公式值进行对比;在此基础上,进行了桥梁防船撞系统的结构设计,并利用有限元软件分析对比桥墩是否设置防撞系统两种工况下所受的撞击力值。研究结果表明,各国经验公式计算结果相差较大,必须结合有限元仿真模拟计算船撞力;同时本文设计的自浮式D350型圆形截面复合材料防船撞系统具有大变形能力与良好的缓冲吸能效果,可以同时减轻桥墩与船舶的受损程度;有限元分析表明桥墩设置防撞系统后,所受的撞击力可下降34%。 展开更多
关键词 船-桥碰撞 撞击力 复合材料 防撞设计 数值模拟
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船桥碰撞动力学过程的非线性数值模拟 被引量:41
17
作者 何勇 金伟良 +1 位作者 张爱晖 吴剑国 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1065-1070,1075,共7页
为了确定船舶对桥墩碰撞力的大小,提出了基于非线性有限元分析技术的船舶和桥梁碰撞作用的动力全过程模拟方法.通过建立全船有限元模型并细化首部结构,考虑周围流场的作用,对强非线性的碰撞过程进行模拟.同时考虑了船舶吨位、碰撞初速... 为了确定船舶对桥墩碰撞力的大小,提出了基于非线性有限元分析技术的船舶和桥梁碰撞作用的动力全过程模拟方法.通过建立全船有限元模型并细化首部结构,考虑周围流场的作用,对强非线性的碰撞过程进行模拟.同时考虑了船舶吨位、碰撞初速度、碰撞位置、桥墩截面形式与尺寸等因素的影响,将不同吨位的计算结果和规范及经验公式进行了比较.结果表明,显式瞬态非线性有限元分析技术可以对船桥碰撞过程进行成功模拟;AASH-TO公式适用于小吨位船舶的低速碰撞,修正的Wosin公式适用于大吨位船舶高速碰撞;船舶速度和吨位对最大碰撞力的影响最显著,碰撞的部位和桥墩截面形状影响次之,桥墩截面尺寸影响非常微弱.该方法可以有效地解决桥梁设计过程中碰撞力取值问题. 展开更多
关键词 船桥碰撞 非线性动力学 数值模拟
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船-桥碰撞力理论分析及复合材料防撞系统 被引量:37
18
作者 刘伟庆 方海 +2 位作者 祝露 韩娟 吴志敏 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1080-1086,共7页
考虑桥墩刚度与船艏刚度,采用质点弹簧模型,建立了船-桥碰撞动力方程,分析了桥墩与船艏的相对刚度、碰撞接触时间对峰值撞击力的影响规律,修正了我国《公路桥涵设计通用规范》中漂浮物撞击力公式.研制了新型纤维增强复合材料防撞系统,... 考虑桥墩刚度与船艏刚度,采用质点弹簧模型,建立了船-桥碰撞动力方程,分析了桥墩与船艏的相对刚度、碰撞接触时间对峰值撞击力的影响规律,修正了我国《公路桥涵设计通用规范》中漂浮物撞击力公式.研制了新型纤维增强复合材料防撞系统,开展了冲击性能试验,实现了相关桥梁防船撞工程应用.结果表明:当桥船相对刚度之比小于50时,峰值撞击力随桥-船相对刚度的增大呈对数形式增大;当桥船相对刚度之比大于等于50时,峰值撞击力可近似按欧洲统一规范取值.碰撞接触时间与船舶质量、船艏刚度相关.复合材料防撞系统能有效延长船-桥碰撞接触时间,大幅削减撞击力,从而有效保护桥墩结构安全,减轻船舶受损程度,具有显著的技术经济优势. 展开更多
关键词 船-桥碰撞 船艏刚度 简化动力模型 复合材料防撞系统
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基于刚柔匹配的桥梁柔性防撞装置研究 被引量:9
19
作者 王飞 吕忠达 +1 位作者 赵卓 王永刚 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期82-87,共6页
为避免船舶与桥墩相撞时两者出现较大损伤,基于刚柔匹配、柔性导向原理,提出在桥墩上设置一种由外钢围、防撞圈和内钢围构成的新型柔性防撞装置,对比分析分别设置普通刚性防撞装置与该新型柔性防撞装置的情况下,船舶正撞及斜撞防撞墩时... 为避免船舶与桥墩相撞时两者出现较大损伤,基于刚柔匹配、柔性导向原理,提出在桥墩上设置一种由外钢围、防撞圈和内钢围构成的新型柔性防撞装置,对比分析分别设置普通刚性防撞装置与该新型柔性防撞装置的情况下,船舶正撞及斜撞防撞墩时防撞装置与船舶的动力学行为、能量转换关系,并进行实船撞击试验验证新型装置防撞效果。结果表明:新型柔性防撞装置可将船舶撞击的集中力转化为分布力,相比于普通刚性防撞装置,正撞时最大撞击力降低了56%,撞击时间延长了84%,斜撞时最大撞击力降低了37%,撞击时间延长了67%,提高了防撞效率;刚柔匹配的柔性防撞装置可有效拨转船舶航向,降低了撞击过程中的能量交换。实船撞击试验结果表明:新型柔性防撞装置整体安全、可靠,能较好地应用于桥墩防撞中。 展开更多
关键词 桥梁工程 船桥碰撞 柔性防撞装置 刚柔匹配 撞击力 撞击时间 数值仿真
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大桥船撞动态风险评估系统的设计与实现 被引量:13
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作者 黄常海 胡甚平 +3 位作者 高德毅 席永涛 轩少永 彭宇 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期120-126,共7页
大桥船撞(SCB)风险评估与预警是预防与控制水上交通事故的重要内容之一,有助于实现桥梁安全,减少SCB事故的发生。在SCB风险因素辨识和梳理的基础上,建立SCB风险因素体系。然后,通过模糊推理系统(FIS)方法构建SCB动态风险评估模型,包括... 大桥船撞(SCB)风险评估与预警是预防与控制水上交通事故的重要内容之一,有助于实现桥梁安全,减少SCB事故的发生。在SCB风险因素辨识和梳理的基础上,建立SCB风险因素体系。然后,通过模糊推理系统(FIS)方法构建SCB动态风险评估模型,包括固有风险、风险上升修正因子、风险下降修正因子。再者,提出SCB动态风险评估系统(ASDR)的设计方案,并开发评估系统。最后,以上海长江SCB的ASDR为例,运用所开发的系统开展模拟试验。试验结果表明,用基于FIS的ASDR能够评估出SCB风险整体水平。 展开更多
关键词 水上交通系统 大桥船撞(scb) 风险因素体系 模糊推理系统(FIS)
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