经济的发展,促进了桥梁建设以及水上运输的发展,船撞桥事故时有发生。船撞桥墩事故会造成人员伤亡、船舶沉没、桥墩撞毁等严重后果。从经济、安全、环境保护等方面来看,采用合理的桥墩防船撞设施具有重大的现实意义。由于经济、技术等方面的原因,往往不能通过大量的实验进行防撞装置的研究,而理论以及有限元方法是解决该类问题的有效途径。本文在船桥碰撞研究基础上,提出刚度匹配的理念,考虑护舷与船艏刚度比对护舷性能的作用,借助有限元软件进行了刚度比等因素对护舷性能影响的研究。通过计算结果分析,得到关于刚度比的碰撞力、护舷耗能比例简化计算公式,以及高性能护舷的刚度比取值区间。同时,提出分级破坏组合式护舷理念,充分利用FRP与低碳钢材料特性,对组合护舷防撞性能进行分析。本文具体研究内容和成果如下:(1)整理了船桥碰撞理论以及研究方法,分析了国内外各种类型防撞装置的工作原理以及使用范围,以实际案例展示了各类防撞装置的优缺点,并提出了分级破坏组合护舷理念。(2)从船桥碰撞机理出发,讨论了内流河散货船与防撞护舷碰撞过程,提出护舷设计应考虑刚度匹配关系。护舷防撞性能并不是单纯由护舷结构决定,而是受护舷与船艏刚度比影响。护舷耗能随着刚度比的增大而减小。(3)进行船舶各因素对护舷性能影响的研究。结果表明:防撞护舷的防撞作用,是通过调整船与桥墩的刚度比实现的。合理刚度比,能够有效减小船艏破坏。最大船撞护舷力与速度、船舶质量平方根近似地呈线性关系。随着速度、船舶质量增大,护舷耗能在增加,护舷耗能占总能量的比例在减小。(4)进行护舷结构对护舷性能影响的研究。以500T内流河散货船撞击各结构护舷工况计算,进行刚度比影响护舷性能案例分析。研究结果表明:在钢板厚度为5mm,整体厚度为0.5m,不填充聚氨酯时,防撞护舷具有较好防护性能,能够降低散货船最大碰撞力34.43%,防撞护舷耗能占总能量的18.56%。随着刚度比的增大,钢制护舷与船舶最大碰撞力先减小后增大,存在着最大碰撞力最低值。随着刚度比的增大,钢制护舷的耗能比例减小。通过计算结果拟合,获得了关于刚度比的碰撞力以及护舷耗能计算公式。高性能钢制护舷结构,其护舷与船艏刚度比建议取值范围为12-40。(5)在对钢制护舷以及FRP护舷研究基础上,进行分级破坏组合护舷设计。研究结果表明:同规格的FRP护舷在降低最大船撞力方面性能优于钢制护舷;在耗能方面性能弱于钢制护舷。基于分级破坏理念的组合式护舷,能够充分利用两类护舷优势,有效降低船撞力以及提高护舷耗能。