计及船舶碰撞情况的海上斜拉桥浮筒改进设计与总体响应分析

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文计及船舶碰撞情况的海上斜拉桥浮筒改进设计与总体响应分析硕士研究生：王博雅指导教师：宋儒鑫教授学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造论文主审人：孙丽萍教授哈尔滨工程大学2017年12月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文计及船舶碰撞影响的海上斜拉桥浮筒改进设计与总体响应分析硕士研究生：王博雅指导教师：宋儒鑫教授学位级别：工学硕士学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造所在单位：船舶工程学院论文提交日期：2017年12月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学C

2、lassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngRefinedDesignforPontoonsofFloatingCable-StayedBridgeandGlobalAnalysisoftheBridgesubjectedtoLargeShipCollisionCandidate:WangBoyaSupervisor:SongRuxinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:Designan

3、dConstructionofNavalArchitectureandOceanStructureDateofSubmission:December,2017DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体

4、已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学

5、位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要挪威公路局(NPRA)于2014年提案“海上高速公路E39”项目，E39高速公路跨越挪威西海岸峡湾连通北部特隆赫姆和南部克里斯蒂安桑，可以提高交通运输效率，促进经济增长。由于峡湾区自然环境复杂，传统的桥梁设计难以应用。挪威公路局提出了一个新的浮桥概念，该浮桥设计旨在利用

6、多个浮筒和斜拉钢索来支撑浮桥的全部载荷。由于有浮筒的存在，船舶与浮筒碰撞的概率增大，在极端的环境条件下，碰撞的可能性会进一步增加。因此，对船舶与浮桥碰撞的研究分析是不可或缺的。本文在总结前人的研究成果及广泛调研的基础上，归纳了船桥碰撞机理研究的发展历程，对这些机理进行了比较和分析。以挪威海上浮桥工程为例，基于非线性有限元分析法，针对船舶与海面浮筒的碰撞问题，使用Patran软件建立浮筒和船艏有限元模型，在LS-DYNA非线性软件中对浮筒进行碰撞模拟，对初始浮筒结构进行优化，最终得到具有足够强度的浮筒结构。其次，基于船艏

7、与浮筒碰撞分析，得到船艏的力与位移曲线后代入USFO软件，分析浮桥在不同船舶碰撞场景下的动态响应，研究船舶行驶速度和碰撞角度不同对浮桥的影响，得到碰撞最大接触力、最大水平位移等结果并通过理论方法和相关规范进行验证。本文基于碰撞方程和时域分析，研究了浮桥和船舶碰撞之后浮桥的响应，提出了浮筒的结构优化设计，可将该设计应用于工程实际。本文的研究结果和计算方法能为挪威浮桥设计提供参考。关键词：浮桥，船桥碰撞，浮筒强度，动态响应哈尔滨工程大学硕士学位论文计及船舶碰撞情况的海上斜拉桥浮筒改进设计与总体响应分析AbstractThe

8、“Costalhigh-wayE39”projectwasproposedbyNorwegianHighwayAuthorityin2014.ItisdesignedtoconnectTrondheimandKristiansandwithbridgescrossingthewesternfjords,whichisabletoi