《船舶失控撞击高桩码头结构的数值仿真分析》.pdf

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1、2015年6月水运工程Jun．2015第6期总第504期Port＆WaterwayEngineeringNo．6SerialNo．504■船舶失控撞(江苏击科技大高汪学桩船宏舶与码，海段洋头金工程刚结学，院构陈，江苏的浩镇江数212值003)仿真分析摘要：以5万吨级散货船在失控状态下以1m／s的速度垂直撞击某高桩码头为例，运用有限元软件模拟该撞击的过程，得到对应撞击的能量转化情况以及船舶撞击作用力的时程曲线，并将撞击力仿真计算结果与各类船桥碰撞规范撞击力计算结果进行比较。同时，通过对撞击后码头结构破坏情况进行分析，提出

2、防止码头结构由于船舶失控撞击而破坏的措施，为同类码头的设计、维护及改造提供理论依据。关键词：船舶失控撞击；高桩码头；数值仿真；能量转化；撞击作用力中图分类号：U656．1l文献标志码：A文章编号：1002—4972(2015)06—0051—05Numericalsimulationofuncontrolledship'simpactonhigh—piledwharfstructureWANGHong，DUANJin—gang，CHENHao(SchoolofNavalArchitectureandOceanEngin

3、eering，JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjiang212003，China)Abstract：Takingthe50000tbulkcartierintheconditionofoutofcontrolverticalimpacttoahigh—piledwharfataspeedof1m／sforexample，wesimulatetheimpactprocessusingthefiniteelementsoftware，acquirethecorresp

4、ondingenergychangeduringstrikingandship’Simpactforcetimehistorycurve，andcompareitwiththeresuhofspecifications．Meanwhile，analyzingthedeformationanddamageofwharfstructure，weputforwardmeasurestopreventthedamageofwharfstructureundertheuncontrolledship’simpact，whichp

5、rovidetheoreticalsuppo~sforthedesign，maintenance，andtransformationofsimilarwharves．Keywords：uncontrolledship’Simpact；high—piledwharf；numericalsimulation；transformationenergy；impactforce随着海洋运输业的快速发展、港口货物吞吐用ANSYS／LS-DYNA对船舶失控撞击高桩码头结构量的迅速增长、港口作业的密集程度的增加、大的动力响应进行研究，

6、得出撞击过程中能量转化型及超大型船舶进出港频率的提高，船舶失控撞以及撞击力的变化情况，分析撞击结束后码头结击高桩码头的事故时有发生。船舶的失控状态是构破坏情况，提出防止码头结构由于船舶失控撞指船舶在舵浆失控等情况下的一种非正常状态，击而破坏的措施，为同类码头的设计、维护及改船舶在失控撞击时的速度要比正常靠泊时的速度造提供理论依据。要大，因而所产生的撞击力也会加大，巨大的撞击力就会造成码头结构破坏损伤，这样会影响结1碰撞的基本理论构整体稳定性及局部强度，甚至降低结构安全系船舶与码头的碰撞机理跟船桥碰撞机理很相数、减少码头

7、使用年限，同时也会影响港口正常似，它是在很短的时间内，在巨大碰撞载荷作用作业，造成大量的人身安全、财产损失。本文采下的一种极其复杂的非线性动态响应的过程。目收稿日期：2014-09．18作者简介：汪宏(196O一)，男，教授，从事港航工程和海洋结构工程。水运工程2015生前解决碰撞问题的方法主要有经典的Minorsky方△≤，=min(吉)(7)法、汉斯一德鲁彻理论、各种简化解析方法、简化内部机理的数值解法、试验方法和有限方法等【】。其中利用有限元法来解决碰撞是最常用的2船舶与高桩码头碰撞仿真计算模型2．1高桩码头结构

8、模型方法，因为有限元法计算所反映的碰撞物理现象该码头是经改造后的码头，原码头为3万吨最为完备，并且得到的计算结果也最为准确。级，改造后可供5万～7万t的船舶靠泊。具体改利用有限元进行碰撞分析，其基本方程一般造方案为在原有排架江侧增设桩台，每榀需改造可以表示为：的原排架需增设4根900mm的钢管桩，上部再M×U+C×U+K×U=F(