【摘 要】
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随着我国桥梁建设的快速发展,城市化建设的迅速推进,越来越多的内河桥梁应运而生,内河航道升级和增长的船舶数量使其船舶对通航要求也越来越高,这也增大了桥梁船撞事故发生的
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随着我国桥梁建设的快速发展,城市化建设的迅速推进,越来越多的内河桥梁应运而生,内河航道升级和增长的船舶数量使其船舶对通航要求也越来越高,这也增大了桥梁船撞事故发生的概率。为保证内河桥梁在施工阶段和运营期间的安全,需要对桥梁施工中的临时钢管墩及运营中混凝土永久桥墩受船舶撞击的响应进行研究分析。尽管学者们对于船桥撞击领域已有了一定的研究,但对桥梁在施工阶段中典型工况下受船舶撞击的研究较少,该问题还有待进一步研究。本文依托工程背景长沙市浏阳河汉桥(钢桁架曲梁桥),基于浏阳河的水文条件、通航能力以及施工典型工况条件对汉桥在船舶撞击下进行了有限元仿真计算和防控措施的研讨。本文主要的研究工作如下:1、整理了国内外船舶撞击桥梁案例以及国内外关于桥船撞击研究现状的文献,阐述了船桥相撞的研究背景和意义,概述本文关于浏阳河汉桥船撞的主要研究工作。2、总结了桥船撞击的基本理论以及各国针对该理论的计算规范,并比较各个理论规范的优缺点,我国规范中关于船舶撞击力取值比较小,并且我国规范中的撞击数值难以界定,美国工程界通过总结各国研究成果提出了 AASHTO规范公式,该公式比较完备,涵盖各国规范的优点,最终筛选了美国AASHTO规范作为本文研究浏阳河汉桥船撞分析的理论公式,为本文研究奠定理论基础。3、详细介绍了浏阳河汉桥施工成桥过程,建立施工阶段中结构有限元分析模型,并通过有限元模拟了施工阶段中的各典型工况,为后文研究浏阳河汉桥在施工阶段中桥船撞击的响应分析奠定基础。4、对浏阳河汉桥施工阶段中的悬挑第四阶段和吊装第五阶段这两种典型工况建立了Midas有限元模型,并基于美国AASHTO公式以及汉桥水文条件、通航能力,对汉桥在施工阶段中的临时墩在不同水位(洪水期、正常水位以及枯水期)条件下受500t船舶撞击下的响应进行了仿真计算分析并提出临时墩风险防控措施。通过计算分析得出了,汉桥在悬挑第四阶段,船舶撞击桥梁时对跨中位移的影响最大。汉桥在吊装第五阶段,船舶撞击桥梁时对墩底弯矩的影响最大。5、对汉桥成桥阶段建立Midas有限元模型,基于AASHTO公式及汉桥水文条件、通航能力,对汉桥成桥后的永久墩在三个不同高度受500t船舶撞击下的响应进行了仿真计算分析。汉桥在成桥阶段,船舶撞击桥梁时对跨中剪力的影响最大。最后对汉桥桥墩防撞措施进行整理分析,为以后类似于汉桥(钢桁架曲梁桥)的防撞分析提供了一定的参考价值。
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