小型GFRP浮箱与简易橡胶护舷防撞设施对比研究

- 2019-06-21-

摘要:跨航道大桥的不断修建与通航船舶的规模化,两者之间的矛盾日益激化,导致船舶-桥梁碰撞事故发生频繁,给人民的生命财产造成了严重的损失。为了规避这一风险,降低损失,越来越多的科研人员加入到船-桥撞击分析及橡胶护舷的研究中。

       基于船撞的严重性,本文以常用的小型GFRP浮箱和橡胶护舷防撞设施为研究对象,重点分析其耗能效果,研究各自耗能机理,为以后选择防船撞设施提供参考。

本文主要内容如下:

(1)在查阅和整理国内外船撞相关文献的基础上,总结和分析了影响船撞力大小和能量转换的因素,主要影响因素有:船舶速度、防撞装置结构形式以及材料特性等;

(2)以广东某大桥43号主墩防撞橡胶护舷设计为背景,采用有限元软件MIDAS/CIVIL计算了桥墩抗力;借助软件LS-DYNA数值模拟以500T船舶在不同速度、不同角度、墩顶固结和自由等工况下撞击裸墩,得到相应工况下的撞击力、能量时程曲线、船舶速度变化曲线和船艏撞深等结果。经对比分析,表明了进行防撞设计的必要性和以墩顶固结代替主梁对桥墩约束的合理性,同时,计算结果为后续对比分析提供对比数据;

(3)通过理论分析对常用小型GFRP浮箱和橡胶护舷进行选型,主要考虑防撞结构尺寸、结构形式和材料特性等,然后经过数值模拟计算验证理论分析选型的正确性,主要通过降低船撞力比例进行选择,作为后续对比分析研究的基础。(4)最后,通过对不同橡胶护舷在不同工况下进行数值模拟计算,对比分析两种防撞装置耗能效果、对船舶和桥墩影响、改善撞击力及技术经济指标,分析得到各自的耗能机理和适用范围,供后续读者参考。