船桥碰撞非线性数值仿真研究

为了研究湘江流域典型桥梁船桥碰撞时的撞击力和能量转换过程,为后续大桥的防船撞设计提供参考,以株洲建宁大桥为研究背景,按照实际尺寸建立货船和桥墩模型,并使用ABAQUS有限元软件对其进行非线性动力仿真分析,研究了船桥碰撞过程中,船的撞击速度、吨位和撞击角度对撞击力的影响,以及船的变形情况和船桥碰撞中的能量转化关系。研究结果表明:船撞力峰值和船速存在正相关关系;船舶的吨位越大,撞击力峰值越大并且撞击的时间越长;船的撞击角度与碰撞时间之间没有呈现出明显的规律;船的撞击速度、吨位和撞击角度3种影响因素对船桥碰撞的撞击力和船体变形均有影响,但主要因素还是船速和船的吨位;在碰撞过程中,船的撞击动能基本转化为塑性变形能,船体变形主要集中在船艏碰撞区域,远离碰撞区域的船身部位没有明显的变形。