船舶撞击力的计算知识分享

船舶撞击力的计算桥墩撞击力计算方法及应用1概述对船舶等撞击桥梁墩台进行专门研究, 合理确定防撞设计标准及 配套的安全设施, 显得紧迫而必要, 具有重要的现实意义, 而合理确定 撞击力, 则是防撞设计首要的环节和基础。船舶撞击力的选取是否恰 当, 直接影响桥梁结构的安全性和桥梁方案的经济性。在船只碰撞 事故中,要确定船对桥梁结构的碰撞力是非常复杂的, 既取决于船舶 特性和桥梁结构, 包括船舶类型、尺寸、速度、 船体强度和刚度, 桥梁撞击部位尺寸、 形状、 质量和测向抗力特性, 还受碰撞环境、 撞击力的偏心和水深影响。目前国内外对船舶撞击力虽有很多研究, 国内外的规范中也有相关规定, 但因撞击力计算是一个复杂的力学问 题,国内外不同的规范所采用的方法不同, 计算结果相差也较大, 在实 际应用中带来较大的困难。2撞击力计算方法简述2.1 船舶碰撞击力学过程经典力学中, 处理碰撞问题,一般利用冲量定理和冲量矩定理来 确定碰撞双方运动变化的关系, 以经验性的恢复系数 k 来反映碰撞过 程中机械能损失的程度, 其中相撞的两物体简化为质点, 未深究碰撞 过程中的力的变化和量度以及具体材料抗冲击性、弹塑性及物体自 身的结构组成问题。然而桥梁下部结构与外物的碰撞过程远不像经典力学假设的“质 点- 速度”系统那样简单。漂浮物或船只以初速度与桥墩台接触, 双 方碰撞的局部区域在瞬时冲击力下形成材料弹、塑性变形或脆性破 坏; 接下来桥墩台发生弹性挠度变形并分别向上下传递, 导致上部结 构与墩台顶部发生同步或异步位移, 地基土、 岩体在瞬时作用下产 生弹塑性变形; 接下来产生弹性变形的各部位依次恢复, 而塑性变形 则仍然保留, 碰撞双方脱离开或是不再相互作用。 这一过程时间 短、 速度快, 由于影吶因素繁多, 对撞击荷载的计算比较复杂。 从工 程角度而言,计算都趋于简单化, 省略掉次要因素。2.2 目前常用的防撞荷载计算方法( 1) 公路桥涵设计通用规范漂流物横向撞击力公式F= WV/gT, 考虑了船舶吨位、 飘流物速度及碰撞时间。( 2) 铁路桥涵设计基本规范 ( TB10002.1- 2005) , 考 虑了撞击角度、 船行速度、 船舶吨位和碰撞体的弹性变 形情况F=y vsina Wc! 1 +c2 。