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1、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【摘要】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。【关键词】船舶撞击；桥梁防撞；能量吸收；斜边角；撞击速度Differen
2、tBeveledgeAngleandtheFormulasforCalculatingImpactForceoftheBridgeunderShipImpactVelocityAnalysisisEstablishedSIHai-xiao(NangJingBoruijieRoad&BridgeEngineeringDesignCo.Ltd,NanjingJiangsu210000,China)[Abstract]Theimpactforceofshipforbridgeisthekeyofthebridged
3、esign，andoperationalmanagementfocusonthecharacteristicsofbridgearea.Thispaper,takingthejiangsusectionofthegrandcanal,1000一tonstandardbulkcarrierastheresearchvessel,proposedbynonlinearfiniteelementcalculation,themathematicalmodelissetup,studyingtheshipsunder
4、differentbeveledgeAngleandspeedofcollision,thebridgesteeljacketboxbridgeanti-collisionfacilitiesenergyabsorptioncharacteristicsandtheimpactprocess,finally,accordingtoalargenumberofdigitalanalogexperimentdatafittingdifferentbeveledge,Angleandspeedofcollision
5、formulasforcalculatingimpactforceofthebridge,thispaperresearchconclusioncanprovidereferenceforsimilarprojects・［Keywords】Shipcollision；Bridgecollisionavoidance；Energyabsorption；BeveledgeAngle；Theimpactspeed随着水运交通事业的大力发展，新建桥梁数量以及通航船舶数量与日俱增，船舶撞击桥梁造成事故的数量也节节攀升［
6、1］,由此可见，对船舶撞击特性与撞击力展开研究十分必要［2］。因此，本文将以京杭运河江苏段1000吨级标准散货船作为研究船只，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，然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。1数学试验布置1.1船舶尺度本文以京杭运河江苏段1000吨级标准散货船作为研究撞击船只，模型船长为66m,船宽为12m,空载为485t,满载为1420t,型深为3.8in,空载
7、吃水为0.5m,满载吃水为2.6m[3-4]o1.2桥墩钢套箱式防撞设施尺寸桥墩钢套箱式防撞设施高为3.0m,防撞板厚为8mm,其斜边角为本文自变量，在本研究中依次设置40。、45。、50°、55°、60°以及65°共四组对比研究序列。2数学仿真模型建立采用ANSYS有限元数值分析软件，建立船体与桥墩钢套箱的三维计算网格（图1）。在模型中，将钢套箱的材料性能定义为钢塑性材料，可用下式表达材料的屈服应力：式中，o'0为塑性应变率为£时的瞬时屈服应力，C和P分别是应变率参数与应变率指数，分别取42.3与6。在模型
8、中，船舶撞击速度也是本文研究特征变量，在本研究中分别取2m/s、3m/s、4m/s和5m/s、6m/s五个研究序列。根据同类工程参数率定，水体表面的附着系数取0.019o(a)船体(b)桥墩钢套箱图1三维计算模型建立Figure13Dcalculationmodelisestablished3研究结果分析3.1斜边角对撞击规模影响研究根据数模计算结果，将不同斜边角下传统碰撞力与船舶撞击速度绘于图2与
