船桥撞击力影响因素有限元仿真模拟分析∗

为了探究船桥碰撞时船撞力的影响因素,选取合适的船撞力为桥梁设计提供参考,采用动力分析软件 LS ? DYNA,结合沪通长江大桥、天生港专用航道桥以及厦漳大桥三座实桥,分别进行了不同船速、不同通航水位、不同基础形式和不同船型等因素对船撞力的影响分析研究。研究结果表明：船撞力峰值和船速正相关;中通行水位时, 船桥撞击动力响应最大;不同桥墩基础和不同船型对船撞力有较大影响。基于中国铁路规范和有限元计算结果, 考虑了船舶类型和基础类型对船撞力的影响,对船撞力计算公式提出改进方法,所得研究结果可为桥梁抗撞设计和研究提供参考。     

船艏正撞刚性墙力-撞深关系的简化公式研究

面向工程应用,基于船艏正撞刚性墙的有限元碰撞计算,提出了撞击力-船艏撞深关系的基本简化公式,以应用于船撞桥的质量-弹簧体系简化动力分析模型的有限元计算.使用LS-DYNA软件,通过3000～50000 DWT(dead weight tonnage,载重吨)范围内4艘典型船舶的有限元碰撞分析,得到了船舶在1.0～5.0...     

转筒式钢⁃复合材料套箱防船撞性能研究

转筒式钢?复合材料套箱是一种新型防船撞设施。采用PATRAN软件建立该新型防船撞设施及船舶的精细化有限元模型,并采用LS?DYNA软件进行动力响应分析,基于“分层耗能”的优化思想对该新型防船撞设施进行参数优化,并设置了船舶正撞和15°斜撞两种对比计算工况,选用3000DWT典型代表船舶以4.0 m/s初速度进行数值仿真计算。结果表明：套箱内部竖向和横向板件布置间距为0.8 m、钢板厚度为8 mm时,套箱的船撞力折减率为47.3%,损伤变形量为1.42 m,综合防船撞性能比其他布置形式更优;设置外层护舷层和中间钢结构层不同的厚度比例计算工况,当两者厚度比例为1∶1时,套箱的船撞力折减率为48.9%、损伤变形量为1.27 m、总造价为185万元,在总造价最低的同时其防船撞性能最优;碰撞结束后,正撞工况下船舶的初始动能全部转化为其它形式的能量,而斜撞工况下仍有50%左右的初始动能停留在船舶上、船舶可继续航行,碰撞造成的船艏损伤变形量分别为3.8、0.4 m,则该新型防船撞设施能通过自身旋转拨转船头,大大降低了碰撞造成的船艏损伤程度。     

防撞栏对大跨轨道交通桥梁气动性及行车性的影响研究

为考察防撞护栏对桥梁涡振等风致灾害、车桥气动力和车辆走行性的影响,以大跨度轨道交通桥梁为工程背景,基于计算流体力学的方法,研究了防撞护栏对主梁的涡激振动性能、桥面风场分布以及车桥组合气动力特性的影响。采用自主研发的桥梁科研分析软件BANSYS,分析了防撞护栏对风—车—桥耦合振动性能的影响。研究表明:防撞护栏会明显改变桥梁与车辆气动力系数,降低桥面上方的等效风速,增大桥梁跨中位移响应。但防撞护栏对主梁涡振性能及车辆响应的影响较小。     

黄、渤海恶劣天气影响船舶安全的风险预估技术初探

在黄渤海船舶类型调查和事故调查的基础上,将船舶航行作为由人-船-环境组成的多因素复杂系统,将气象海况条件作为操船环境因素之一,依据风险决策ALARP准则,调查得到黄海、渤海海区大风浪条件下5 000 t以下货船和客滚轮的不同风险等级标准,具有一定的可操作性。依托精细化的数值预报产品,建立气象保障支持系统,并加工不同船舶的风险预估产品。对实际出现的海难事故进行风险预估,证明了方法的可用性。还需要研究更多船型的风险预估方法和黄海、渤海海区航行船舶的风险区划;已有方法也有待深化。     

大件车作用下独柱墩弯桥倾覆风险快速预测∗

为了实现大件运输车辆作用下独柱墩弯桥倾覆风险的快速预测,首先对基于刚体转动理论的简化计算方法进行改进,引入车辆转弯模型考虑车轮轨迹,实现车辆荷载的准确和快速加载,定义了稳定因子η 并提出质心加载法用于确定倾覆轴线;结合变形体理论,提出采用端点偏移的方法对倾覆轴位置进行修正;采用阈值法快速评价桥梁的倾覆风险性,并通过建立ABAQUS 实体模型分析了大量桥梁的倾覆过程,确定阈值[kc]的取值;在此基础上建立了独柱墩弯桥倾覆风险快速预测流程。研究结果表明：大件车以稳定状态通过弯桥时其质心轨迹为一圆弧;对倾覆轴线位置进行修正可以考虑主梁变形能力对稳定效应的削减,相比于原简化方法,由改进方法计算的抗倾覆稳定能力kc 对桥梁的倾覆风险具有更强的表征能力;抗倾覆稳定能力阈值取值为1.10;基于MATLAB 程序语言,编制了弯桥倾覆风险快速预测程序,通过批量输入大件车待通行线路上的独柱墩弯桥信息即可计算出各个桥梁的抗倾覆稳定能力kc,将kc与抗倾覆能力阈值进行比较从而预测出有倾覆风险的桥梁,实现大件车作用下独柱墩弯倾覆风险快速预测。     

船舶与桥墩防撞系统碰撞的数值仿真分析

船舶与桥墩防撞系统的碰撞是一种复杂的非线性动态响应历程，整个系统的动态变形和应力变化过程主要取决于桥墩防撞系统的特性。探讨了碰撞力学及数值仿真分析的基本原理，并以某跨海大桥为例，借助于非线性有限元软件LS-DYNA，仿真分析了船舶撞击桥墩防撞系统的基本过程，反映了船舶与桥墩防撞系统碰撞时碰撞力、能量转化及防撞系统能量吸收和变形的时间历程，可供同类型桥墩防撞系统设计参考。     

基于Monte Carlo抽样的近海隔震桥梁地震易损性分析

通过选取我国近海某一隔震桥梁为算例,引入氯离子侵蚀的影响,考虑桥台、板式橡胶支座、桥墩等构件损伤,提出了考虑各构件地震需求相关的全桥系统易损性计算方法。首先对混凝土结构中钢筋锈蚀机理及过程展开了研宄,建立了钢筋屈服强度及直径的退化公式;其次考虑了地震动和结构的不确定性,最终分别基于一阶可靠度理论和Monte Carlo抽样形成了全桥的系统易损性曲线。计算结果表明:对于隔震桥梁而言,板式橡胶支座最容易发生损伤破坏;全桥系统比任何单一构件都更容易发生破坏,采用全桥易损性曲线评价桥梁的抗震性能更加合理;基于Monte Carlo抽样考虑各构件地震需求相关得到的全桥系统真实易损性曲线才能真正反映结构体系的实际抗震性能。     

跨河道桥工程防洪风险管理体系研究

针对目前我国河道管理的现状，在原有防洪影响评价的基础上，综合运用广义结构可靠性原理及多种相关学科理论，提出了跨河道桥工程防洪风险的评价理念，建立了跨河道桥工程防洪风险的评价指标体系和管理体系，并结合工程实例验证了方法体系的适用性与可靠性。     

大跨径钢管混凝土拱桥减震控制装置参数的研究

大跨度桥梁结构的减震控制研究对于桥梁结构的抗震安全具有重要意义。本文以主跨368m的茅草街大桥为研究对象,基于ANSYS建立了该桥的三维有限元模型,并采用子空间迭代法分析了该桥的动力特性。在此基础上进行了大跨度钢管混凝土拱桥的地震响应及减震控制研究,重点进行了弹性连接装置和粘滞阻尼器减震效果的参数敏感性分析,并对比分析了不同位置布设减震装置时的效果。结果表明,纵飘振型对该桥肋纵向相对位移的贡献最大;弹性连接装置和阻尼器均能有效减小地震作用下该桥的肋梁纵向相对位移;综合考虑各关键部位的地震响应时,同时采用两类减震装置并将其分散布置时的减震效果最佳。结论可供大跨度中承式钢管混凝土系杆拱桥的抗震设计参考。