[碩士]斜拉橋橋墩防撞設(shè)施撞擊反應(yīng)分析

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　　[碩士]斜拉橋橋墩防撞設(shè)施撞擊反應(yīng)分析　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：沈陽建筑大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的蓬勃發(fā)展，許多跨越江河、港區(qū)、海峽的大型橋梁已經(jīng)投入使用或正在修建，同時船舶的數(shù)量、噸位和航速也在不斷增加，在水路與陸路交通交叉口時常發(fā)生船舶與橋梁相撞事故，造成橋毀、船沉、人亡的嚴(yán)重后果，給社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來不可挽回的損失。目前研究重點(diǎn)集中在兩點(diǎn):其一研究碰撞構(gòu)件的損傷特性和能量吸收機(jī)制;其二研究橋梁防撞裝置的有效性和實(shí)用性。　　碰撞是船體和橋墩防撞系統(tǒng)在瞬間巨大載荷作用下的一種復(fù)雜非線性動態(tài)響應(yīng)過程。涉及多門學(xué)科很難建立一個精確的數(shù)學(xué)模型使之完全解析，并目_實(shí)體碰撞試驗(yàn)研究耗資巨大難以付諸實(shí)施。計(jì)算機(jī)有限兀數(shù)值仿真技術(shù)的發(fā)展很好的解決了該問題?！　? 本文在總結(jié)、分析橋墩各種防護(hù)裝置優(yōu)缺點(diǎn)，探討有限兀數(shù)值仿真理論及關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上結(jié)合某斜拉橋橋墩特點(diǎn)和通航要求，提出兩種用十內(nèi)河二級航道防護(hù)要求的防護(hù)裝置。通過非線性有限兀計(jì)算程序ANSYS/LS-DYNA對一艘2000t級船舶900撞擊某斜拉橋橋墩防撞裝置進(jìn)行模擬，得到防護(hù)裝置的損傷變形、能量吸收及位移情況，比較兩種防護(hù)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，并目_探討相關(guān)參數(shù)提出改善防護(hù)裝置結(jié)構(gòu)抗撞性及吸能效果的措施，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供有益參考。全文主要研究工作如下:　　 1.消化吸收船一橋碰撞四大經(jīng)典理論，比較分析主要規(guī)范中橋墩最大正撞力的計(jì)算方法，為接下來的研究工作奠定力學(xué)理論基礎(chǔ)?！　? 2.分析比較國內(nèi)外橋墩防撞裝置的工作原理、適用范圍并結(jié)合某斜拉橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出兩種橋墩防撞裝置，在前人工作基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改進(jìn)。　　 3.討論船一橋碰撞數(shù)值防真基本理論和關(guān)鍵技術(shù)，提出適用十本文的ANSYS/LS-DYNA相關(guān)參數(shù)值。　　 4.采用非線性有限兀程序ANSYS/LS-DYNA模擬船舶與某斜拉橋橋墩防撞裝置碰撞全過程，得到碰撞時間歷程。分析防撞裝置的變形損傷、應(yīng)力應(yīng)變、約束節(jié)點(diǎn)受力以及能量吸收轉(zhuǎn)化情況，比較兩種裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，證明防撞裝置起到了保護(hù)橋墩的作用。　　 5.對船舶水位、圓形鋼管和角鋼尺寸型號等撞擊參數(shù)分別進(jìn)行討論，提出撞擊理想水位、圓形鋼管和角鋼最佳吸能尺寸。為防撞裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)提供有益參考。

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