基于船撞桥墩有限元数值仿真及防撞分析

摘要：针对船桥碰撞问题，以赣江某跨桥梁为研究对象，利用有限元软件ANSYS、LS-DYNA和LS-PREPOST进行船桥碰撞仿真的计算及结果处理，研究船舶以不同的航行速度及载重量撞击桥墩的动态响应。结果表明：船舶在撞击桥墩过程中，会发生动能与内能的转换且整个过程持续时间非常短；桥墩的被撞区和桥墩底部属于危险区域，在该区域内应力在极短的时间内迅速增大，而船舶的最大应力发生在碰撞区和船艏拐角处，尤其是船艏碰撞处迅速产生巨大的变形；随着船舶航行速度及载重量的不断增大，撞击力增长的速度、最大值以及船舶和桥墩的应力均明显增大，但不成线性或倍数增加。同时，为今后桥墩防护防撞设置方案的选择提供了有利依据。

关键词：船桥碰撞；撞击力；航行速度；载重量