撞击速度对船桥碰撞作用的影响

船桥碰撞不仅会使桥梁结构受到损伤,同时桥梁的使用寿命和安全性能、抗震性能都会受到极大影响,通常还会造成严重的财产损失和人员伤亡等重大后果。因此对船桥碰撞作用的影响因素研究尤为重要。文章以某圆端形桥墩和驳船为例,利用有限元软件ANSYS、LS-DYNA和LS-PREPOST进行建模、计算和结果处理,通过分析不同撞击速度下船舶撞击桥墩的撞击力、应力和位移等结果,发现在碰撞过程中,随撞击速度的增大,撞击力升高的速度、最大撞击力、桥墩和船舶的应力和位移明显增大,甚至不止呈线性增加。因此,船舶通过跨海跨河大桥时应严格限速以保证桥梁和船舶安全。     

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。     

撞击桥墩时的河冰失效模式的研究

为研究河冰在撞击桥墩时的失效模式,使用IS-DYNA 显示动力分析软件对冰排及T构桥梁建立有限元模型,计算不同失效准则下冰排对桥墩的撞击力.提出河冰撞击桥墩时,河冰破坏的两阶段过程及计算流冰撞击力时冰排失效准则的选取方法.     

车辆碰撞钢筋混凝土桥墩撞击力计算方法研究

在试验基础上,探讨了车辆碰撞钢筋混凝土桥墩的撞击力计算方法。应变分析法是根据弹性阶段应变与曲率的关系、曲率与弯矩的关系以及弯矩与外荷载的关系,建立起应变与外荷载的关系,从而根据应变时程求解撞击力时程。动力分析法是将冲击系统简化为双自由度的质量—弹簧体系,忽略桥墩的阻尼作用,建立动力方程,从而求解出撞击力时程。计算结果与试验结果对比表明,本文给出的算法是可行的,具有一定的工程应用价值。     

车辆对桥墩的撞击力研究综述

车辆对桥墩的撞击力是桥梁结构设计的一种重要荷载,但是关于车辆撞击力的具体计算,工程界尚未有统一的计算公式。本文对目前车辆撞击桥墩的撞击力研究现状进行分析总结,归纳相关的研究成果,指出现有研究中存在的问题和进一步研究的方向。     

船舶撞击桥梁风险评估

分别阐述了我国公路和铁路规范中桥梁船舶撞击力的确定方法和相应的桥梁下部结构的力学计算模型,介绍了AASHTO规范中对于船舶撞击桥梁的风险评估方法的方法,并给出工程计算实例,提出了针对我国具体情况开展适合我国国情的船舶撞击桥梁风险评估的建议.     

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。     

石臼湖大桥墩抗船撞能力评估研究

文章针对石臼湖桥主桥桥墩用Midas软件建模,计算了桥墩在受到水平撞击力时最危险截面处产生的内力。按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》,计算桥墩实际能够承受的水平撞击力。应用有限元软件ANSYS/LSDYNA建模分析在高水位时1000t级船舶正撞、侧撞桥墩产生的最大撞击力。根据计算结果评估桥墩的抗船撞能力。     

桥梁复合材料防撞方案探讨

防撞设计是在桥梁事故发生时的一种有效安全措施。而复合材料消能防撞设施主体由纤维增强复合材料、消能柱、增强连接板、耗能闭孔材料制造,主要为了消耗船舶撞击桥墩时的撞击力,以保护船舶和桥梁本体结构免受损伤。本文结合经典案例,主要针对复合材料防撞设施在安海湾大桥中的应用进行了分析。供同行参考。     

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。     

一种汽车撞击桥墩撞击力设计值的能量简化算法

随着跨线桥越来越多,桥墩被汽车撞击的可能性大大增加。本文分析了国内外公路、铁路桥梁设计规范关于撞击力设计值规定中的不足,总结了既有研究资料关于撞击力特性和计算方法,介绍了利用冲量原理计算等效静力的简化脉冲法,在此基础上提出了基于能量守恒的能量简化算法:首先通过简化脉冲法计算的等效静力值和撞击点等效位移反推撞击过程中桥墩变形吸收的能量,其约为撞击总动能的20%~30%;总结了汽车工业中车身变形吸能计算方法,根据相关经验发现车身变形吸能占总动能的70%~80%,佐证了能量转化的比例;最后确定撞击动能传递到桥墩系数γ=0.25,以简化公式0.25mv~2=F~2/k计算等效静力,并通过一个算例进行了验证,供工程设计选用。     

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。     

钢筋混凝土空心薄壁桥墩温度场及温度效应计算软件研发

为了使更广大的桥梁工作人员能够较为简便的分析钢筋混凝土空心薄壁桥墩温度场及温度效应等问题,将桥墩温度场分布及温度应力计算过程进行简化,利用VB编程语言编制成计算程序。利用本软件只需掌握基本的桥梁知识,不需要建立复杂的有限元模型,只需输入基本参数就能得到较为准确的计算结果。     

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。     

桥梁动力弹塑性分析方法对比研究

为明确纤维模型和分离式模型在应用于桥梁抗震分析中的差异,本文利用通用有限元软件ABAQUS,采用混凝土弹塑性损伤模型,对某连续剐构桥建立了分离式模型。考虑桥墩高宽比变化,进行了罕遇地震下的弹性与弹塑性动力时程分析,并将结果与纤维模型分析的结果进行对比研究。分析表明：在弹性状态,两种模型的分析结果受桥墩高宽比影响较小,能得到较一致的解答;在弹塑性阶段,纤维模型具有更高的计算效率．但对于弯曲破坏不明显的桥梁结构其分析结果并不能反应桥墩的真实损伤情况,对于弯曲破坏显著的桥梁结构却不失为一种有效的工程分析方法;应用分离式模型进行弹塑性动力分析,能够直观地反映桥梁结构的损伤分布,是一种更为合理更为精细的弹塑性动力分析方法。     

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。     

边坡处柔性桥墩抗震简化设计方法研究

本文针对某实际工程中边坡位置处桥墩的抗震性能进行了一般性讨论。采用简化的计算方法 ,对规则桥梁的桥墩进行内力计算,该方法可供校核有限元方法的计算结果。边坡处桥墩高度变化大导致桥墩抗推刚度之间差异明显,支座的水平剪切刚度对降低桥墩的组合抗推刚度作用明显。     

高架桥钢筋混凝土花瓶状薄壁墩内力计算

介绍了城市桥梁的桥墩与上部箱梁形式及其组合设计方案,着重对受力复杂的板式花瓶墩横向受力进行分析计算,探讨了模型的简化计算问题,并提出了墩顶横向配筋的设计方法。     

基于连跨效应的船撞作用下连续梁桥墩顶约束刚度分析

基于弹性分析,重点考察连续梁桥上部结构对被撞桥墩的约束作用,通过分向传播法分析连续梁桥支座横向剪切刚度、桥墩跨数、跨距、边跨桥墩抗侧刚度对被撞桥墩的影响,归纳各参数对被撞桥墩墩顶位移的影响作用。在此基础上,通过有限元软件分析苏通大桥引桥在船舶撞击力作用下上部结构对被撞桥墩的顶端约束刚度,并与理论推导出的约束刚度进行对比。研究结果表明:与悬臂墩模型相比,在相同撞击力作用下,考虑连跨效应的被撞桥墩墩顶位移减小9.94%;随着边跨桥墩抗侧刚度、跨距、支座横向剪切刚度的增大,被撞桥墩墩顶位移逐渐减小;随着跨数的减少,对被撞桥墩的约束作用越小;相邻第1跨对被撞桥墩约束的影响率在90%以上。