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伴随着交通运输事业的迅速发展,船桥相撞的事故屡屡发生,已受到越来越多的关注和研究。本文基于多种力学理论和数值模拟技术,采用LS-DYNA软件,研究了桥墩遭受船舶撞击时的动力响应及其变化规律,并讨论了各撞击参数对桥墩动力响应的影响;总结了前人对防撞结构的设计思路,并设计了桥墩防撞结构;通过研究船舶撞击桥墩防撞结构时桥墩和船舶的动力响应,对比分析了防撞结构的有效性,并讨论了各碰撞参数对桥墩和船舶动力响应的影响。本文的主要研究工作和研究成果如下:(1)借助ANSYS/LS-DYNA建立了桥墩分离式附加质量模型和船舶模型,并模拟了船舶撞击桥墩的全过程。通过分析碰撞过程中桥墩和船舶的动力响应发现:墩柱的位移会滞后于承台;桩基在与承台连接处和土体顶面处会出现高应力区。(2)对水位、桩基纵筋直径和桩基直径进行了参数分析,对比了不同工况下桥墩和船舶的动力响应,得到以下结论:随着水位的增加,桥墩的位移、桩基顶部截面的剪力和弯矩以及船艏的撞深也会随之增加;随着桩基纵筋直径和桩径地增加,桥墩的位移会显著减少,桥墩的变形回弹速度和船艏的撞深会显著增加。(3)设计了本文中的桥墩防撞结构,并比较了船舶撞击桥墩防撞结构时与直接撞击桥墩时,桥墩和船舶的动力响应。分析发现:防撞结构能够在撞击中起到很好的缓冲作用,能够显著的减少传递给桥墩的碰撞力;添加防撞结构后,桥墩和船舶在撞击时的动力响应会显著降低。(4)讨论了水位、碰撞位置、防撞结构外钢围强度和橡胶硬度对撞击结果的影响,得到以下结论:碰撞力峰值和桥墩动力响应会随着水位的增加而增加,船艏撞深差别较小;船舶撞击防撞结构斜面时,桥墩和船舶的动力响应较正碰时大幅度减小;随着防撞结构外钢围强度的增加,桥墩和船舶的动力响应都会随之增大,船艏撞深受外钢围强度的影响更显著;橡胶的硬度过高和过低时,桥墩和船舶的动力响应都会较大,说明橡胶硬度应合理选取。