船桥撞击力影响因素有限元仿真模拟分析

曹明; 张南; 沈强; 代彦辉; 李晓锐

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.201903065

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船桥撞击力影响因素有限元仿真模拟分析

论文 | 更新时间：2025-09-25

- 船桥撞击力影响因素有限元仿真模拟分析
- Finite Element Simulation of Influencing Factors of Ship⁃bridge Impact Force
- 防灾减灾工程学报 2021年41卷第3期页码：603-611
- 作者机构：
  
  南京工业大学土木工程学院，江苏南京 211816
- 作者简介：
  
  曹明（1993—），男，硕士研究生。主要从事结构防撞理论及应用研究。E-mail:cm7911336@163.com
  张南（1957—），男，教授，博士。主要从事桥梁结构抗车船撞击研究。E-mail:jiaodazhang@126.com
- 基金信息：
  
  中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划重点课题(2017G004-B);国家自然科学基金(51278243)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.201903065
  中图分类号： U447
- 收稿：2019-03-31，
  
  修回：2019-11-09，
  
  纸质出版：2021-06-16
- 稿件说明：
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曹明,张南,沈强等.船桥撞击力影响因素有限元仿真模拟分析[J].防灾减灾工程学报,2021,41(03):603-611.

CAO Ming,ZHANG Nan,SHEN Qiang,et al.Finite Element Simulation of Influencing Factors of Ship⁃bridge Impact Force[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2021,41(03):603-611.
曹明,张南,沈强等.船桥撞击力影响因素有限元仿真模拟分析[J].防灾减灾工程学报,2021,41(03):603-611. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201903065.

CAO Ming,ZHANG Nan,SHEN Qiang,et al.Finite Element Simulation of Influencing Factors of Ship⁃bridge Impact Force[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2021,41(03):603-611. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201903065.

摘要

为了探究船桥碰撞时船撞力的影响因素，选取合适的船撞力为桥梁设计提供参考，采用动力分析软件LS⁃DYNA，结合沪通长江大桥、天生港专用航道桥以及厦漳大桥三座实桥，分别进行了不同船速、不同通航水位、不同基础形式和不同船型等因素对船撞力的影响分析研究。研究结果表明：船撞力峰值和船速正相关；中通行水位时，船桥撞击动力响应最大；不同桥墩基础和不同船型对船撞力有较大影响。基于中国铁路规范和有限元计算结果，考虑了船舶类型和基础类型对船撞力的影响，对船撞力计算公式提出改进方法，所得研究结果可为桥梁抗撞设计和研究提供参考。

Abstract

In order to explore the influencing factors of ship-bridge impact force and adopt an appropriate design impact force of ship-bridge collision， the dynamic analysis software IS-DYNA was used to analyze and study the influence of ship speeds， navigable water levels， foundation forms and ship types on the impact force of ship-bridge collision， respectively， taking the Hutong Yangtze river bridge， special channel bridge of Tiansheng port and Xiazhang bridge as examples. The results show that the peak impact force of ship-bridge collision is positively correlated with the ship speed， and when the navigable water stage is medium， the dynamic response of ship-bridge collision is the greatest； the pier foundation type and ship shape have great influence on the impact force of ship-bridge collision. Based on the Chinese code and simulation results of finite element analyses， the improved calculation method for impact force of ship-bridge collision is proposed by considering ship type and foundation type， which provides the references for the design and research of bridge anti-collision.

关键词

Keywords

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