[碩士]斜拉橋橋墩防撞設施撞擊反應分析

內(nèi)容簡介

　　[碩士]斜拉橋橋墩防撞設施撞擊反應分析　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：沈陽建筑大學　　學位年度：2010　　隨著交通運輸事業(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、人亡的嚴重后果，給社會經(jīng)濟發(fā)展帶來不可挽回的損失。目前研究重點集中在兩點:其一研究碰撞構件的損傷特性和能量吸收機制;其二研究橋梁防撞裝置的有效性和實用性?！　? 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雜非線性動態(tài)響應過程。涉及多門學科很難建立一個精確的數(shù)學模型使之完全解析，并目_實體碰撞試驗研究耗資巨大難以付諸實施。計算機有限兀數(shù)值仿真技術的發(fā)展很好的解決了該問題?！　? 本文在總結、分析橋墩各種防護裝置優(yōu)缺點，探討有限兀數(shù)值仿真理論及關鍵技術基礎上結合某斜拉橋橋墩特點和通航要求，提出兩種用十內(nèi)河二級航道防護要求的防護裝置。通過非線性有限兀計算程序ANSYS/LS-DYNA對一艘2000t級船舶900撞擊某斜拉橋橋墩防撞裝置進行模擬，得到防護裝置的損傷變形、能量吸收及位移情況，比較兩種防護裝置的優(yōu)缺點，并目_探討相關參數(shù)提出改善防護裝置結構抗撞性及吸能效果的措施，為結構設計提供有益參考。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算方法，為接下來的研究工作奠定力學理論基礎。　　 2.分析比較國內(nèi)外橋墩防撞裝置的工作原理、適用范圍并結合某斜拉橋結構特點，提出兩種橋墩防撞裝置，在前人工作基礎上對結構形式進行改進。　　 3.討論船一橋碰撞數(shù)值防真基本理論和關鍵技術，提出適用十本文的ANSYS/LS-DYNA相關參數(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、應力應變、約束節(jié)點受力以及能量吸收轉化情況，比較兩種裝置的優(yōu)缺點，證明防撞裝置起到了保護橋墩的作用?！　? 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)化設計提供有益參考。

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