首页> 中文学位 >FRP防护装置在船桥碰撞中的应用研究
【6h】

FRP防护装置在船桥碰撞中的应用研究

代理获取

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究的目的及意义

1.4 本文主要研究内容

1.5 研究方法与技术路线

第2章 FRP防护装置的防撞性能数值模拟分析

2.1 概述

2.2 FRP防护装置柔性防撞理论依据

2.3 有限元基础

2.4 有限元模型

2.5 数值仿真结果分析

2.6 本章小结

第3章 FRP—钢组合防护装置分析

3.1 研究目的

3.2 组合板组合方式分析

3.3 组合板结构分析

3.4 组合板钢管壁厚

3.5 FRP—钢组合防护装置数值模拟

3.6 本章小结

第4章 撞击力影响因素分析

4.1 研究目的

4.2 规范及经验公式

4.3 撞击力影响因素

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 本文主要研究工作及结论

5.2 进一步的研究工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目

展开▼

摘要

随着交通运输的蓬勃发展,横跨通航河道的桥梁与船舶之间形成了天然的矛盾。由于通航环境、船舶状况、管理因素、人为因素等各方面的原因造成的船舶与桥墩之间的碰撞不可避免。桥墩是确保桥梁整体性和安全运营的重要结构,为了避免船桥碰撞事故的灾难性后果,针对桥梁进行防船撞研究具有十分重要的现实意义。 本文采用理论分析与数值模拟相结合的方法。首先基于冲击动力学原理,利用应力波理论,证明了FRP防护装置降低船撞力的内在机理。然后开展了船桥碰撞数值模拟研究,通过对比分析无防撞装置、钢防撞装置以及FRP防撞装置三种工况,评价了FRP防撞装置的防撞性能。接着针对FRP—钢组合板进行了优化分析,并提出了两种FRP—钢组合防护装置,对其变形破坏过程进行了数值模拟分析,评价了其防撞性能。最后针对船桥碰撞的影响因素进行了参数分析,包括船舶撞击速度、船舶质量、撞击角度、船首刚度等,并对规范公式进行了分析和评述。本文的主要成果如下: (1)FRP材料的低波阻抗特性是FRP防撞箱降低撞击力的内在原因,相对于钢防撞箱,FRP防撞箱能充分发挥柔性缓冲作用,显著增加碰撞作用时间,使桥墩受到的撞击力峰值减少36%,船舶受到的撞击力峰值减少30%,同时保护桥墩与船舶。 (2)钢防撞箱主要表现为局部变形耗能,FRP防撞箱主要表现为整体变形耗能和摩擦耗能,耗能模式多样。钢防撞箱易在局部形成塑性变形区,造成较大的集中撞击力,而FRP防撞箱将较大的集中撞击力转化为较小的分布载荷,能充分发挥防撞箱的整体效果。FRP防护装置整体刚度相对较低,防护装置在船舶撞击载荷作用下发生了较大的变形。 (3)组合板F5的抗冲击性能和吸能性能优于组合板G5。组合板的钢管位置和间距对组合板的抗冲击性能有较大影响,随着钢管厚度的增加,组合板的抗冲击性能增加,组合板塑性变形吸收的能量先增加后减少。 (4)FRP—钢组合防护装置外围FRP板可以发挥柔性缓冲效果,降低撞击力,增加防护装置的耐腐蚀性,中间的钢管结构可以变形耗能,降低防护装置的造价。相对于FRP防护装置,FRP—钢组合防护装置保护效果明显。 (5)各国规范公式在相同条件下计算得到的撞击力相差较大。AASHTO规范适合船舶低速撞击情况,中国铁路规范撞击力经验公式适合较大角度斜撞工况。船舶撞击速度、船舶撞击质量、船舶撞击角度以及船首刚度对撞击力影响较大,而常用的规范公式中一般仅考虑了撞击速度和撞击质量的影响,经验公式仍需进一步完善。

著录项

  • 作者

    喻钊;

  • 作者单位

    武汉理工大学;

  • 授予单位 武汉理工大学;
  • 学科 道路与铁道工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 胡志坚;
  • 年度 2017
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 建筑材料;
  • 关键词

    FRP; 防护装置; 船桥碰撞;

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号