本文结合三峡工程蓄水后港口码头建设相关课题和纳溪沟框架墩式码头实际工程,通过有限元动力仿真方法,利用非线性分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了船舶与独立墩式码头碰撞的有限元模型,模型中考虑了橡胶护弦的缓冲和吸能作用,更加真实的模拟出船—护弦—码头三者之间的相互作用。模型分析了船舶速度、吨位、碰撞角度、碰撞位置等因素对墩式结构动力响应的影响和框架墩式结构的整体受力特征和节点受力特征。在此基础上,采用基于蒙特卡罗法的动力可靠度数值计算方法计算了结构在不同工况下的可靠度,并分析不同因素对结构可靠度的影响程度。通过以上的研究,得到以下主要结论:(1)碰撞力的时程分布和大小主要受船舶撞击速度、船舶碰撞角度、船舶吨位的影响。船舶碰撞速度越大,碰撞角度越大,碰撞力也就越大;船舶碰撞速度对撞击力的影响最最大,其次是船舶碰撞角度,最后是船舶吨位。由于碰撞角度对撞击力的影响比较复杂,因此在计算墩式的船舶撞击力时,应根据码头处的实际水流、船舶情况,确定船舶合理的靠泊角度进行计算。船舶碰撞位置对撞击力的影响甚微。(2)框架墩式结构在整个撞击过程中的运动情况和位移变形特征表现为撞击过程程短暂持续状态,结构首先是空间扭转变形,随后慢慢调整为沿着结构对角线的位移变形,最后结构将继续沿着对角线方向发生空间震动,受阻尼作用而慢慢衰减直至停止。(3)船舶靠泊撞击过程中,框架墩式结构节点的应力分布为上半部分受拉、下半部分受压;应力最大点出现在最下层靠船侧立柱上。立柱既受拉、又受压,同时还受扭。立柱是整个框架结构承载能力的控制点。(4)框架结构动力可靠度分析表明,随着撞击位置的升高、撞击速度的增加、船舶吨位的增大,结构可靠度降低。而且正常使用(位移)的可靠度一般高于承载力(应力)的可靠度。