对各种桥梁坍塌事故统计分析表明,船舶撞毁桥梁是导致桥梁坍塌的主要原因之一,分析桥梁船撞事故原由,研究船撞事故的发生规律对桥梁防撞设计有重要启示作用。同时,分析指出,桥墩是千米级斜拉桥防撞设计时的重点考虑对象。近些年来,得益于计算机技术的飞跃发展,有限元法为船桥碰撞问题提供了有效并可靠的分析途径,从而从众多的船桥碰撞研究方法中脱颖而出。为了寻找更为合理高效的有限元数值模拟方法,探究船桥碰撞过程的影响因素,本文以安徽省望东长江大桥为工程背景,精确建立船舶与桥梁实体模型后,运用LS-DYNA进行数值模拟分析。本文主要研究内容如下:(1)为了研究不同的桩土相互作用模型对船桥碰撞结果的影响,本文采用了“固定端”模型、p-y弹簧模型和有限域土体模型来模拟桩土间相互作用。并且,在这三种模型的基础上,借助LS-DYNA软件对船桥碰撞过程进行了数值模拟。通过对比不同桩土相互作用模型的数值模拟结果可以看出,动态有限元方法能够有效模拟船桥碰撞问题。(2)本文综合考虑了船舶与主塔的弹塑性反应,精确建立10000t带球鼻艏船舶与望东长江大桥望江侧主塔有限元模型,对船桥碰撞过程的影响因素进行数值模拟,包括水位线变化、不同船舶速度以及船舶撞击方向的改变,研究碰撞过程中能量的转化等计算结果。(3)综合考虑拉索力、桥梁结构及桩土相互作用后,本文建立了望东长江大桥整桥有限元模型,数值模拟非线性船桥碰撞过程,获得了船桥碰撞力、船艏与群桩基础变形等计算结果。探讨在船桥碰撞过程中,只建立桥梁主塔模型,对其余部位进行相应的简化与忽略,与建立整桥模型有限元数值模拟结果的差异,证实以单座主塔模型替代整桥建模的合理性。