汽车质量和速度对上跨桥桥墩撞击特性的影响

基于车桥撞击事故的严重性,文中开发一种新颖的重型卡车等效模型。通过G1011 K302+095分离立交桥受撞桥墩验证计算模型的可靠性,采用数值模拟方法分析重型卡车的载重和撞击速度对撞击力和桥墩应力的影响。研究结果表明,随着卡车质量和撞击速度的增加,撞击力峰值增大。受撞桥墩应力较高的区域集中在桥墩根部和撞击位置,与桥墩轴线成45°的斜向贯通裂缝。文中的研究揭示了卡车的质量和撞击速度对桥墩撞击力和Mises应力的影响机理,为桥墩的防撞设计提供了新的理论基础。     

船桥碰撞力的计算方法探讨

近年来船舶撞击桥墩的事故频繁发生,船桥碰撞理论的研究已受到国内外学术界和工程界的高度关注。概述了目前国内外对船桥碰撞的各种计算方法并进行了对比分析。再通过有限元软件ANSYS/LS-DYNA对不同吨位、不同行进速度船舶进行了数值仿真计算,将结果与国内外计算方法进行了对比研究。研究结果显示按各计算公式所得到的结果有一定的差异,且个别差异较大。这种仿真分析为船桥碰撞的理论研究提供一条有效的途径。     

斜拉桥桥塔船撞安全评估分析

以某跨江斜拉桥工程实例为基础,介绍了桥塔受船舶撞击后安全评估的内容、方法和船舶撞击力、结构受力计算分析等问题。采用有限元软件Midas Civil进行桥梁整体计算分析,得到桥梁整体结构和关键截面受撞击的应力和变形;采用有限元软件Midas FEA进行桥塔局部计算分析,对受撞击桥塔进行强度验算;同时,通过外观检查和专项检测结果综合分析桥塔被撞后的损伤程度,评估桥塔受船舶撞击后桥梁整体安全性能,为今后类似桥梁船撞安全评估提供借鉴。     

桥梁防船撞装置的数值仿真分析

本文利用非线性有限元分析软件LS-DYNA的显示算法对汕湛高速的某桥进行了船桥碰撞的数值仿真分析,通过对有复合材料防撞装置和无复合材料防撞装置两种工况的对比分析,结果表明在有复合材料防撞装置保护下,桥墩受到的船舶撞击力大幅降低,同时防撞装置吸收了船舶很大一部分的动能,对船桥都起到了很好的保护作用。     

基于碰撞数值模拟下桥梁基础设计研究

随着交通运输业的快速发展,一些大型的桥梁也逐渐增多,与此同时,船舶吨位日益增大,航行的速度向着高速化方向发展,通过航道的船舶数量越来越多,在外部环境影响的情况下,会出现船舶撞击桥梁的事件。桥梁撞击以及对其的防护问题引起了社会各界的广泛关注。解决桥梁的撞击问题,就需要对其撞击数值进行分析,以此来建立具有防护装置的船桥撞击模型,对桥梁基础防护进行设计,做好桥梁的防护工作。本文就撞击数值模拟下的公路桥梁基础设计问题进行研究。     

不同斜边角与船舶撞击速度下对桥梁撞击力估算公式建立分析

船舶对于桥梁的撞击力是桥梁设计的重点,也是桥梁区域运营管理重点关注的特征量。本文以京杭运河江苏段1000吨级标准散货船作为研究船只,拟通过非线性有限元计算,建立数学模型,探讨研究船只在不同斜边角与船舶碰撞速度下,对桥梁钢套箱式桥梁防撞设施的能量吸收特性与撞击过程,最后根据大量数模实验计算数据拟合了不同斜边角与船舶碰撞速度下对桥梁撞击力估算公式,本文研究结论可为同类工程提供参考。     

基于船-桥碰撞接触时间的船撞力简化计算方法

通过数值模拟初步分析了不同吨位船舶撞击代表性桥梁工程的接触时间,根据船 桥碰撞动力学模型得出了船撞力和接触时间的理论解;分析了船舶质量、初始撞击速度、船艏刚度以及桥墩刚度等参数对碰撞接触时间的影响,拟合出碰撞接触时间的简化计算公式,并通过实际船 桥碰撞工程的数值模拟对简化计算公式进行了验证,从而修正了中国《公路桥涵设计通用规范》中关于漂浮物撞击桥梁的碰撞接触时间的定义;基于冲量定理分析了船 桥碰撞接触时间与峰值船撞力的关系,研究了船撞力时程曲线与正弦波和三角波的关系,并与数值模拟结果进行了对比分析,建立了峰值船撞力简化计算公式。结果表明:船 桥碰撞接触时间与船舶质量和接触刚度有关;峰值撞击力计算值与数值模拟结果吻合较好。     

船舶撞击桥墩仿真模拟及桥墩防撞措施探讨

近年来桥梁受撞击垮塌事件频繁出现,引起了社会的广泛关注。笔者运用三维有限元模型,仿真描述船桥碰撞全过程,研究船桥碰撞效应,并介绍了几种常用的桥墩防撞措施。     

型钢混凝土框架侧向撞击下的响应分析

采用数值模拟手段,从撞击力、撞击位移、塑性变形、能量状态角度,分析了撞击位置、撞击速度对型钢混凝土框架动力性能的影响。结果发现:撞击位置、撞击速度对撞击力影响明显;不同撞击位置下框架的塑性变形存在差异,且塑性变形随着撞击速度的增大而加剧;受撞位置是塑性耗能的主要位置,节点位置的塑性耗能水平与撞击速度的变化关系不大。     

桥梁地震碰撞的三维撞击模型及非线性响应分析

为合理模拟地震时相邻桥梁间发生的碰撞响应,提出适用于桥梁多维碰撞响应分析的三维Kelvin接触-摩擦撞击模型,即将Kelvin-Voigt模型和库伦摩擦模型相结合,通过一个摩擦元件来模拟发生纵向碰撞后,接触点间的横向和竖向的相对摩擦作用,以真实地模拟结构接触位置的三维撞击行为。进而将该三维撞击模型引入所建立的结构精细化模拟分析平台FENAP中,与纤维梁柱单元模型良好结合,实现对桥梁的多维碰撞响应分析。通过对一钢筋混凝土连续梁桥在双向地震作用下的碰撞响应分析,结果表明:所提出的三维撞击模型能够模拟邻梁间的纵向和横向碰撞响应;纵向碰撞对刚度较大的桥梁影响较大,会增大墩底剪力和墩顶位移,加剧桥墩的塑性发展;横向碰撞对桥梁的碰撞响应影响较大,不可忽略。     

既有桥梁桥墩船撞能力评估及防撞方案研究

近年来水运交通事业快速发展、水路运输需求不断增大,桥梁对于水运交通的影响也越来越大。船舶的尺寸和排水量趋于大型化,桥梁受到船舶撞击的事故也频频发生,个别重大船舶撞击桥梁的事故也导致了桥塌、船沉、人亡、交通中断、环境污染等重要的社会和经济恶果。因此,对于通航主航道上的既有桥梁,评估现有桥墩防撞能力,加装防撞设施,积极预防船舶撞击桥梁事故的发生,显得格外重要。     

碰撞角对船舶碰撞下桥梁动力响应的影响分析

文章以武汉天兴洲长江大桥为工程背景,选取8 000 t货船作为代表船型,利用大型有限元分析软件ANSYS建立全桥力学模型,研究了在相同船舶撞击下,不同碰撞角度对桥梁的动力响应的影响。研究表明:塔顶对碰撞较为敏感,在实际桥梁防护中应引起重视;随着碰撞角从0°上升至20°,桥梁跨中横桥向位移减少约52%,通过增大碰撞角能有效降低桥梁在船舶撞击下的损坏风险。     

地震作用下大跨斜拉桥主桥与多联引桥伸缩缝处连锁碰撞效应研究

针对地震作用下大跨斜拉桥主桥与多联引桥间易发生连锁碰撞现象,以一座典型大跨斜拉桥为研究背景,采用SAP2000 Nonlinear有限元程序,建立考虑主桥与多联引桥伸缩缝处碰撞效应的桥梁结构三维非线性计算模型,采用非线性时程分析法,研究大跨斜拉桥主桥与多联引桥伸缩缝处连锁碰撞效应对桥梁抗震性能的影响,并分析初始间隙、引桥周期比对连锁碰撞效应的影响规律。研究结果表明:若仅在引桥-引桥相邻梁体间发生碰撞,碰撞效应对短周期联引桥影响不大,但对长周期联引桥有一定影响,即会增大长周期联引桥梁端位移、梁墩相对位移以及固定墩墩底地震响应;而若主桥与多联引桥间发生连锁碰撞,不仅会显著增大短周期联引桥梁端位移、梁墩相对位移以及桥墩地震响应,而且会进一步增大长周期联引桥梁端位移、梁墩相对位移以及桥墩地震响应,更易引起各联引桥桥墩破坏或梁体落梁;随着初始间隙的增大,连锁碰撞效应对引桥结构的影响减弱;随着短周期联引桥基本周期的减小,连锁碰撞效应对短周期联的影响也有所降低。     

城市桥梁防撞设计研究

城市桥梁是交通的重要枢纽,也是重要的航道跨越构筑物。在河道中间设置桥墩难免对船舶航道产生影响,导致船桥撞击事故的发生,可能造成船舶损坏沉没、桥梁损毁倒塌,以及重大经济损失和人员伤亡。对常见的桥墩防撞设施的设计方法与策略进行了分析,并对衢州市书院大桥的防撞设计方案进行了探讨研究。     

桥梁船撞力计算方法研究现状

我国交通运输业的发展使得通航环境日益复杂,为进行桥梁船撞设计,首先要估算船舶对桥墩的撞击力。国际上的船舶撞击力简化估算公式以及我国的相关规范是一种简化静力计算方法;建立合理的简化力学模型来获得整个过程的动态响应是一种简化动力计算方法;建立有限元模型进行数值模拟展现船舶与桥梁碰撞的整个时间历程是基于接触碰撞算法的计算方法。三种方法从不同角度出发,研究船舶对桥墩的撞击力。     

钢管桩式桥墩防撞设施研究

阐述了船舶撞击桥墩的危害性及桥墩防护的必要性,并对桥墩的防撞装置进行了系统的分类和评述,总结目前国内外桥墩防撞装置的优缺点,并给出了关于防撞装置的设计思路,研究了国内外船桥碰撞和桥墩防撞装置的情况,以及防撞墩非线性有限元分析方法。     

福州乌龙江大桥船舶撞击力数值模拟与分析

本文围绕福州乌龙江大桥船撞问题,对该桥3#桥墩船舶撞击力分别进行了经验公式求解和有限元数值模拟,得出了该桥在代表船型与船速下的船舶撞击力。通过对分析结果的对比分析发现,各种方法得到的结果存在较大的差异,综合比较后建议以有限元数值仿真模拟结果作为该桥船撞力标准值。根据本文的研究结果建议在桥墩周围设置一道柔性防撞设施,以减小船舶撞击对结构安全性带来的影响。     

江中海上大跨越输电塔的船舶撞击响应分析及撞击力简化公式

以船舶撞击某江中海上大跨越输电塔为分析对象,模拟分析跨越塔不同部位x,y方向的位移响应时程以及撞击力时程特点,探讨不同船舶吨位、速度、船艏刚度对输电塔撞击响应特点及撞击力的影响规律。分析结果表明船舶撞击江中海上大跨越输电塔时,整体结构在x,y方向均出现撞击响应,并以x方向的撞击响应为主;同时,大跨越输电塔基础在y方向发生一定的扭转振动。船舶撞击作用下,高桩承台基础变形较为显著,跨越塔沿塔身高度方向上表现出弯曲变形;船舶撞击力随着船舶质量及撞击速度的增加呈非线性增长,而随船艏刚度的增加呈线性增长。最后,开展船舶撞击大跨越输电塔的撞击力计算理论研究,将撞击力的理论计算值与现有规范值进行对比,本文所建议的计算公式值与模拟值吻合较好,可为工程设计提供参考依据。     

近地端水平冲击作用下RC桥墩的动力响应试验研究

为了研究钢筋混凝土（RC）桥墩在近地端水平冲击作用下的动力响应,采用水平撞击试验设备,对3根圆形截面RC桥墩进行了试验研究。本试验以撞击速度为研究变量,得到了桥墩的撞击力时程曲线、位移时程曲线、变形曲线和最终损伤状态。试验结果表明：桥墩在1.70 m/s、2.68 m/s和3.32 m/s三种撞击速度下呈现出轻微损伤、中等损伤和严重损伤三种破坏形态,桥墩的破坏模式为撞击部位与墩底之间的局部剪切破坏,撞击速度对桥墩冲击动力响应和破坏机制有显著影响。本试验可以为车辆撞击桥墩问题的有限元数值模拟提供数据支撑。     

桥墩撞击力计算方法研究

桥墩撞击荷载是桥梁设计中需要考虑的重要因素,不同计算方法的计算结果差异较大。文中总结了撞击力的计算公式,并进行了落锤侧向撞击钢筋混凝土桥墩的试验研究。在试验基础上对比分析了不同的桥墩撞击力计算方法。研究成果为工程应用提供一定的参考价值。