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基于船桥碰撞中桥墩模型的力学响应研究

作　者: 王雯珊
导　师: 向阳开
学　校: 重庆交通大学
专　业: 结构工程
关键词: 船桥碰撞碰撞有限元分析矩形桥墩应力研究桥墩弯曲
分类号: U441
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 74次
引　用: 1次
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内容摘要

近年来我国的交通事业得到了飞速发展，越来越多的跨江、跨河、跨海大桥正在规划、设计、施工中，但随之而来的船舶撞击桥梁的事故也逐渐增多，如何有效地减少事故发生的频率和事故造成的损失，已经受到大众的普遍关注。我国对船桥碰撞问题的研究较国外起步晚，部分理论成果也不够成熟，因而我们需要做出更多的努力以进一步丰富和完善船桥碰撞这个理论体系，同时也为未来的桥梁建设而服务。本文结合现役桥梁，利用ABAQUS有限元软件对其桥墩进行模拟分析船撞事故，主要的研究工作包括以下几个方面：①在总结和分析现有船桥碰撞研究成果的基础上，对有限元应用的关键技术进行介绍与讨论。②通过ABAQUS模拟现役矩形实体墩发生船撞事故，总结并分析在建模中需要注意的诸多问题。结合能量变化和位移变化对受撞击作用的矩形墩进行整体受力分析和区域受力分析，研究直接碰撞接触区的高应力、桥墩整体弯曲变形引起的高应力的大小情况和分布情况，对比分析他们对桥梁的危害程度。③了解影响碰撞作用的各种因素，结合现有的三种常见形式的桥墩，模拟在同等碰撞作用下的不同桥墩。从桥墩直接被撞区的受力损伤、力在桥墩上传递过程、力对桩基础的作用等方面对比分析碰撞作用对三种不同外形桥墩的影响，从而为通航水域的桥墩类型选择给出有效的建议。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 研究背景及其必要性  7-9
  1.2 船桥碰撞的研究现状  9-11
    1.2.1 国外研究现状  9-10
    1.2.2 国内研究现状  10-11
  1.3 本文研究内容  11-13
第二章正面碰撞作用在桥墩上的传递研究  13-44
  2.1 碰撞力学机理  13-19
    2.1.1 Minorsky 理论[6]  13-14
    2.1.2 Wosin 碰撞理论[13]  14-15
    2.1.3 汉斯—德鲁彻理论[15]  15-16
    2.1.4 Pedersen 公式  16
    2.1.5 经验公式法  16-18
    2.1.6 理论最大碰撞力的对比分析  18-19
    2.1.7 有限元法  19
  2.2 桥-船碰撞仿真模型  19-33
    2.2.1 ABAQUS 软件介绍  19-21
    2.2.2 几何建模  21-30
    2.2.3 定义相互作用  30-31
    2.2.4 定义荷载和边界条件  31-33
  2.3 ABAQUS 分析桥墩整体的应力和位移变化  33-43
    2.3.1 碰撞过程中的能量变化分析  34-36
    2.3.2 碰撞过程中的应力变化分析  36-39
    2.3.3 碰撞过程中的位移变化分析  39-43
  2.4 本章小结  43-44
第三章下部结构各区域应力和位移的对比分析  44-58
  3.1 各区域应力分析  44-53
    3.1.1 矩形墩碰撞点区域应力分析  44-46
    3.1.2 矩形墩和承台连接端区域应力分析  46-49
    3.1.3 承台和桩基础连接端区域应力分析  49-52
    3.1.4 各区域应力的比较分析  52-53
  3.2 各区域位移分析  53-56
    3.2.1 矩形墩和承台连接端区域位移分析  53-55
    3.2.2 承台和桩基础连接端区域位移分析  55-56
  3.3 本章小结  56-58
第四章不同形式桥墩对碰撞的力学响应研究  58-71
  4.1 桥墩类型  58-59
  4.2 影响碰撞力大小的因素  59-60
    4.2.1 船舶对撞击的影响  59
    4.2.2 桥墩对撞击的影响  59-60
  4.3 不同墩型的建模分析  60-69
    4.3.1 不同墩型的建模  60-61
    4.3.2 分析不同墩型对碰撞的力学响应  61-69
  4.4 对通航水域桥墩类型选取的几点建议  69-70
  4.5 本章小结  70-71
第五章结论与展望  71-73
  5.1 取得的主要研究成果  71
  5.2 进一步工作展望  71-73
致谢  73-74
参考文献  74-77
在学期间发表的论著及取得的科研成果  77

基于船桥碰撞中桥墩模型的力学响应研究

内容摘要

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