桥梁抗船撞还是防船撞观点探讨

主要分析了我国西部地区桥梁防船撞研究工作的现状及存在的问题,提出桥梁防船撞研究及设计中,在保护桥梁安全的同时,应使船舶也得到有效保护。推荐的按河道流场横向分布计算船撞速度以及新型的柔性耗能防撞装置,在防撞理念和船桥防护效果方面具有较大创新。     

船桥碰撞非线性数值仿真研究

为了研究湘江流域典型桥梁船桥碰撞时的撞击力和能量转换过程，为后续大桥的防船撞设计提供参考，以株洲建宁大桥为研究背景，按照实际尺寸建立货船和桥墩模型，并使用ABAQUS有限元软件对其进行非线性动力仿真分析，研究了船桥碰撞过程中，船的撞击速度、吨位和撞击角度对撞击力的影响，以及船的变形情况和船桥碰撞中的能量转化关系。研究结果表明：船撞力峰值和船速存在正相关关系；船舶的吨位越大，撞击力峰值越大并且撞击的时间越长；船的撞击角度与碰撞时间之间没有呈现出明显的规律；船的撞击速度、吨位和撞击角度3种影响因素对船桥碰撞的撞击力和船体变形均有影响，但主要因素还是船速和船的吨位；在碰撞过程中，船的撞击动能基本转化为塑性变形能，船体变形主要集中在船艏碰撞区域，远离碰撞区域的船身部位没有明显的变形。     

内凹三角形负泊松比结构耐撞性多目标优化设计

为设计出具有良好耐撞性的车辆碰撞吸能结构,以内凹三角形负泊松比多胞结构为研究对象,通过显式动力有限元软件LS-DYNA建立了此吸能结构的轴向冲击有限元模型。结合最优拉丁超立方设计方法,构建了此吸能结构的峰值冲击力PCF和比吸能SEA关于长胞壁尺寸a与胞壁厚度b的多项式代理模型,采用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-II)进行多目标优化设计,并基于适应度函数C获取一妥协解。优化结果表明:胞壁厚度比长胞壁尺寸对此吸能结构耐撞性影响更显著,通过合理匹配壁厚和长胞壁长度,能有效降低峰值冲击力,提高比吸能。     

累积撞击下船艏模型撞击力-撞深关系

近年来水运行业日新月异导致船桥碰撞事故频发，采用桥梁防撞设施虽能抵御船舶撞击作用，但仍缺少对船桥碰撞全过程的再现与量化分析。为绘制船艏在大变形情况下撞击力与撞深的定量关系，再现船桥碰撞过程，首先采用大质量水平冲击试验装置，对500 DWT无球鼻艏的缩尺船艏模型开展多次连续累积碰撞试验。其次采用大型有限元分析软件LS-DYNA建立精细化缩尺船艏模型，并通过重启动功能对多次连续累积碰撞开展仿真分析，与试验结果比较分析。试验与有限元分析结果表明：随着撞击次数的累加，缩尺船艏模型的单次撞击力峰值和累积撞深均逐步加大，而每次撞深增量和碰撞时间均逐步减小。船艏模型结构碰撞损伤深度与吸收的能量有基本确定的对应关系。     

地铁车辆吸能装置耐碰撞性分析

吸能装置是确保地铁列车具有良好耐碰撞性能的一种重要部件.为实现地铁车辆吸能装置的结构优化,采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对不同厚度、不同横截面形状的薄壁结构碰撞性进行了仿真分析,分析结果表明,吸能装置的性能与其横截面的形状、壁厚的选择紧密相关.条件相同时,吸能装置的吸能能力与壁厚成正比,但壁厚增加时,界面力也随之增大,在吸能结构的设计中,需综合考虑.以地铁头车为研究对象,对安装了吸能装置的地铁头车进行了碰撞仿真,得到车体吸能装置碰撞过程变形情况和碰撞能量-时间历程,结果表明该结构吸能装置具有良好的吸能特性.     

“液体稳压柔性消能”桥墩防撞设施试验研究

通过模型试验，验证了“液体稳压柔性消能”桥墩防撞设施方案设计计算，分析的正确性，合理性和可行性，揭示了船舶碰撞桥墩时各部分的受力大小及其分布规律，从而为技术设计和施工设计提供了可靠依据。     

“液体稳压柔性消能”桥墩防撞设施试验研究

通过模型试验，验证了“液体稳压柔性消能”桥墩防撞设施方案设计计算、分析的正确性、合理性和可行性，揭示了船舶碰撞桥墩时各部分的受力大小及其分布规律，从而为技术设计和施工设计提供了可靠依据。     

“液体稳压柔性消能”桥墩防撞设施试验研究

通过模型试验，验证了“液体稳压柔性消能”桥墩防撞设施方案设计计算、分析的正确性、合理性和可行性，揭示了船舶碰撞桥墩时各部分的受力大小及其分布规律，从而为技术设计和施工设计提供了可靠依据．     

桥梁受船舶碰撞的思考

综述了国内外重大的船撞桥实例、有关研究的及进展概况以及船撞桥的物理、力学特征、环境影响等内容;针对如何减少船舶撞击桥梁问题进行了较深入的探讨,通过对某一具体事故后桥梁的损伤检查,得出了一些重要的结论,并提出一些新的见解。     

铝合金保险杠吸能盒碰撞吸能特性

为了改进某轿车保险杠的吸能特性,同时实现保险杠轻量化设计,建立吸能盒有限元模型,基于LS-DYNA软件进行了碰撞仿真。对5种不同截面形状的单腔铝合金吸能盒和4种多腔铝合金吸能盒的吸能特性进行了对比分析,探讨了壁厚对碰撞吸能特性的影响。研究表明:在5种单腔结构中,八边形截面形状吸能盒吸能特性最好;多腔结构吸能盒的吸能特性比单腔结构显著提高;在一定范围内增加吸能盒壁厚,吸能量和比吸能均显著增加。     

船撞桥概率分析与预报

对通航河流上的大型桥梁和船舶采用风险分析是非常必要的。而无论采用何种评估方法，首先必须确定船撞桥这一随机现象的数学模型和碰撞概率。对我国内河船舶流量较大的南京长江大桥的调研数据做出分析，并确定其适合的碰撞数学模型和碰撞概率公式，进而算出碰撞影响系数。研究表明，船舶通过桥梁时的航迹分布可以用Gauss分布来描述，船撞桥频率可以用单位时间的船舶流量、碰撞影响系数以及位于可能碰撞航道上的船舶碰撞概率的乘积求得。碰撞影响系数可以依据已有的事故统计数据分析获得。     

腐蚀退化的钢筋混凝土桥墩碰撞后的剩余承载力评估

考虑腐蚀引起的钢筋、混凝土保护层以及钢筋混凝土间的粘结等多方面性能的退化,进一步分析被腐蚀过的桥墩遭遇船撞冲击的全过程,最终评估不同工况下的桥墩竖向剩余承载力。结果表明,在相同冲击荷载作用下,比较未腐蚀和腐蚀工况,后者剩余竖向承载力发生显著下降,这说明考虑腐蚀因素对于准确评估桥墩这类受压构件的竖向承载力有重要的影响。     

仿牛角结构薄壁管吸能特性仿真分析

为了提高薄壁金属管的耐撞性能,通过相似性分析,选择牛角作为生物原型。提取出决定牛角耐撞性能的结构特征参数,并应用到薄壁管的设计中,从而设计出一种具有牛角结构特征的仿生管。应用非线性有限元法对仿生管的变形模式和能量吸收进行了仿真分析,并与四晶胞锥管和普通圆锥管进行了对比,结果表明:在轴向碰撞时,仿生管的变形模式为渐进叠缩稳态变形,其比吸能为46.2kJ/kg,分别比四晶胞锥管和普通锥管的比吸能提高了1.3和1.8倍,仿生管的耐撞性能随着芯体壁厚的增加而提高;在横向碰撞时,与四晶胞锥管和普通圆锥管相比,仿生管具有较高的耐撞性能,其比吸能为10.4kJ/kg。将牛角结构特征应用到薄壁管的设计中,可以有效提高薄壁管的耐撞性能,为车辆吸能元件的研发提供参考。     

基于概率有限元的船撞薄壁高桥墩可靠性分析

目的 对大跨径连续刚构桥薄壁高墩施工期间船撞荷载作用下进行可靠性计算及敏感性分析,得到薄壁高墩在船撞荷载下的可靠概率.方法 采用ANSYS有限元软件提供的APDL语言与求解可靠度的Monte-Carlo法相结合,通过对随机输入变量的抽样,对船舶撞击薄壁高墩进行可靠性计算,并对设计参数进行敏感性分析.结果 在置信度为95%时,薄壁高墩在船撞荷载作用下的可靠性为100%;船撞荷载的变异性对最大应力的相关系数最大为0.2916.结论 利用Monte-Carlo法中的拉丁超立方抽样方法计算桥梁的可靠度能够真实反映出桥梁的可靠性,该方法具有较高的效率和使用价值.     

油润滑艉轴密封装置

江苏东台华阳公司船舶设备厂为中国船舶工业联营企业成员单位，专业从事船舶轴系、舵系及其配套设备的研究、设计与制造。该厂研制出的油润滑艉轴密封装置系列产品．具有密封效果好、使用寿命长、消耗功率小、安装方便等优点和防沙、防网等功能，被广泛用于内河船、近海船、远洋运输船、工程船、军辅船的径向、轴向     

后防护横梁壁厚和吸能的关系研究及仿真

在发生货车被追尾碰撞时,为了达到保护后车和车上乘员的目的,必须在后防护装置的有限许可范围内,应尽可能提高碰撞发生瞬间后防护横梁和斜支撑构件的弹塑性变形所吸收的能量。本文利用LS-DYNA仿真软件对圆形横截面横梁壁厚分别为6mm、6.5mm和7mm时其缓冲吸能性进行对比分析。通过动态仿真不同壁厚的圆形横截面后防护横梁在碰撞过程中的变形、碰撞减速度以及吸能情况,表明当后防护横梁取圆形横截面时,壁厚值越小其缓冲性能最好,吸收内能最大。     

新型全天候巡航救助船下水

由中国长江航运集团长江船舶设计院为长江海事局设计的长江全线新一代高性能、全天候巡航救助船——40米巡航救助船,在武汉南华高速船舶有限公司建成下水,标志着长江上主尺度最大、技术先进、功能齐全、救助设施完备、可实施水上人员安全救助的新型主力船舶问世。     

微型客车概念设计阶段车身结构抗撞性分析

提出了应用车辆结构正面抗撞性的参数化模型进行微型客车概念设计的方法。分析了底部吸能结构的主要刚度参数的变化对乘员舱变形、车体减速度和底部吸能特性的影响,阐述了在概念设计阶段运用参数化模型控制底部吸能结构吸能特性及与乘员舱刚度参数的匹配,从而保证整车的正面抗撞性能。给出了微型客车概念设计阶段车身结构抗撞性设计指标、设计过程与方法,实现了通过参数化模型来快速确定正面碰撞时车身各部分的吸能指标,从而为详细结构设计提供重要依据。     

防冲锚杆索的吸能原理研究

针对冲击危险巷道对锚杆支护结构的特殊要求,基于六角管挤压摩擦吸能特性研发了由内置六角管衬里的吸能套筒、端部设有摩擦圆柱的螺纹钢锚杆、钢绞线锚索与锚杆尾部吸能装置组成的吸能防冲锚杆索.基于吸能套筒几何参数与变形特征分析,推导了套筒内半径、摩擦圆柱半径与六角管壁厚三者之间的相互配合关系.采用塑性弯曲理论结合数值模拟与室内试验方法,进行了六角管挤压变形过程的力学分析.结果表明:给定套筒内半径与六角管壁厚时,当摩擦圆柱半径小于临界半径时,摩擦圆柱对六角管起挤压摩擦作用,其阻力值随着摩擦圆柱的进入逐渐增大,摩擦圆柱全部进入后则为恒定值;当摩擦圆柱半径大于临界半径时,随着摩擦圆柱的进入外部套筒开始对挤压变形后的六角管提供径向压缩作用,阻力会显著增大;摩擦圆柱长度与吸能阻力呈线性关系.给出了平均吸能阻力为140kN时吸能套筒的具体结构参数及其防冲支护算例.     

船艇

<正>长江航道最大疏浚船"长鲸6"号下水由中国船舶工业集团公司708研究所设计、南通港闸船舶建造有限公司为长江武汉航道工程局制造的国内挖深最大的疏浚船舶之一——1.33万立方米自航耙吸挖泥