《船舶撞擊下高樁連續梁橋倒塌機理與控制措施研究》是依託同濟大學，由王君傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：船舶撞擊下高樁連續梁橋倒塌機理與控制措施研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王君傑
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
以因船撞倒塌的325國道原九江大橋為背景，以滿足我國跨航道連續梁抗船撞設計需求為導向開展研究工作：（1）採用模型衝擊試驗、碰撞數值模擬方法，研究揭示高樁基礎-承台-柱式橋墩結構體系在船舶衝擊下的破壞模式和破壞模式的機理，並結合對典型高樁連續梁橋進行的系統的精細化船撞數值模擬分析的結果，研究其連續倒塌的機理與主要影響因素，建立描述高樁連續梁在船舶撞擊作用下破壞程度的性能指標和參數取值；（2）根據船舶撞擊過程的樣本統計，建立可以考慮角度、幾何尺度等重要因素的船舶撞擊橋樑的機率動力作用模型、參數、及作用樣本的人工生成方法；（3）在樁、墩柱的構件破壞機理和破壞性能指標研究結果的基礎上，發展高樁連續梁橋在船撞衝擊作用下動力分析的理論與方法，實現其破壞模式和破壞程度的定量分析和預測；（4）研究提出避免該類橋樑局部船舶衝擊破壞的構造措施及避免連續倒塌的結構措施。
結題摘要
自20世紀60年代以來，世界各地航道橋樑受船舶撞擊的事件屢有發生，事故往往造成橋樑破壞甚至倒塌，造成航道中斷、環境污染等災害後果，橋樑在船舶撞擊下的安全問題已成為全球的研究熱點。在本項目資助下，開展了以下研究內容： （1）以國道325廣東九江大橋船撞倒塌事故為例，基於數值仿真研究了船撞作用下高樁基礎連續梁橋的破壞模式與倒塌機理；（2）建立了高樁連續梁橋在船舶衝擊下破壞狀態的實用預測方法，包括修正半波正弦撞擊力時程機率模型與確定性模型、撞擊力-撞深關係機率模型與確定性模型以及衝擊譜方法，並給出了撞擊力時程與撞擊力-撞深關係樣本的生成方法；算例分析表明本項目建立的實用預測分析方法具有較好的精度；（3）研究了橋墩船撞性能指標的形式，完成了構件損傷程度的等級劃分，並對在船舶撞擊下結構性能的影響參數進行了靈敏度分析；通過鋼筋混凝土柱的水平衝擊試驗校驗了混凝土本構模型，通過數值仿真，研究了鋼筋混凝土柱在不同衝擊物質量、不同衝擊速度下的性能，以轉角為性能描述指標，採用轉角速率對構件靜力性能進行動力修正，建立了纖細混凝土構件性能指標模型，確定了模型參數；（4）在橋樑防撞控制措施方面，採用數值仿真方法，分析了現有典型的橋樑防撞裝置，全面討論和評價了裝置的撥轉、耗能等削減撞擊力的機制，澄清了現有一些不合理的認識；在上述工作的基礎上，研發了預壓緩衝消能防撞裝置，採用數值仿真方法，對預壓緩衝消能防撞裝置的性能進行了評估；通過對預壓緩衝消能防撞裝置的組合圓形斷面進行概念抽象，進一步提出了鋼板-橡膠圈防撞裝置，並建立了圓形斷面的一般化設計方法，給出了詳細的設計流程。
