通航桥梁对船撞击动力响应研究

摘要

研究目的:船桥碰撞时有发生,往往引起桥梁结构、使用寿命、安全性等损失,严重的更会造成桥毁人亡等灾难性后果,预防桥梁免遭船舶撞击这一问题已成为具有广泛意义的国际性课题,日益引起各国政府、学者、工程界的关注.通航河道上的桥梁要有抵御船只撞击的能力,桥梁设计规范采用等效静力设计荷载并考虑船只对桥梁撞击的动力作用.本文用碰撞单元模拟船-桥的碰撞过程,采用ANSYS有限元软件建立空间梁单元,模拟桥梁的梁、墩、桩,研究采用铅芯橡胶支座(LRB)隔震措施的桥梁受到船舶正向撞击的整体响应,为工程设计中提高桥梁在船桥碰撞事故中的抗撞性、安全性提供科学依据.研究结论:(1)本文采用线性黏质阻尼考虑碰撞过程中的能量损失,计算的撞击力是基于完全弹性碰撞模型计算值的80％左右;(2)铅芯橡胶支座(LRB)对船舶撞击桥梁起到“隔震”作用,降低了上部结构的响应,本文算例的“隔震”率在70％以上,尤其保护了桥梁上部结构;(3)该研究成果可为规定河流航道中船舶的航速、操作规程,桥梁的设计、建设,桥墩的防撞结构设计等提供依据.