1．目的及意义

近年来，世界各地跨航桥梁因受到船舶撞击而倒塌或严重损毁的事故时有发生。虽然船撞桥是小概率事件，但是随着水上交通和跨航桥梁建设的发展，航运费用低廉，船舶运输量及船体规模势必增大，发生碰撞的概率也将变大。且由于船舶安全航行通过通航孔还与桥区的水文条件和天气状况有关，比如桥墩周围的发生的涌流、旋流、流速变化等一系列不可人为控制的偶然因素。而船-桥碰撞事故不仅会导致船舶结构损伤，威胁着船舶的通行安全，同时造成桥梁损毁或倒塌等灾难性后果，严重影响着桥梁的运营安全，可能还会造成巨大的生命和财产损失以及环境危害。因此，桥梁防船撞的研究对减少船舶碰撞带来的损害十分具有意义。给桥墩安装浮式防船撞结构就是其中一种较为有效的方法，浮式设计能随着水位的变化有效地对桥墩进行防护，合理的结构形式可以大幅度的提高船舶撞击时的防撞结构的吸能能力和降低撞击力峰值的能力。

本文拟以长江某大桥浮式防船撞套箱为研究对象，浮式防船撞套箱是桥梁浮式消能防船撞结构的一种型式，经过多年的实践，已经成为国内常用的防船撞手段。Peng等对有桩墩支持的防撞钢套箱进行了数值仿真计算，得到增加橡胶层能降低碰撞力峰值的结论。金轩慧等依托黄花园嘉陵江大桥FRP防撞浮箱撞击试验，利用数值仿真的方法验证了FRP防撞浮箱消能效果的有效性。不管是增加橡胶层还是采用FRP都是研究防撞套箱材料方面带来的吸能效果的变化，而没有考虑结构形式带来的影响。吴宏波等人对特大型桥梁基础的防撞钢套箱受船撞作用进行参数分析，提出通过改变钢套箱的结构形式、尺寸以达到与船舶相当的刚度时可以有效降低撞击力。即不同结构形式的防撞套箱具有不同的吸能效果。此次论文的目的即对这一点进行验证与补充，将选取不同的结构形式对套箱内部钢结构进行设计，借助有限元方法进行耐撞性比较，得到最优结构，为防撞套箱结构形式对防撞效果的影响研究做基础。

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2. 研究的基本内容与方案

{title} 本次毕业论文拟以长江某大桥浮式防船撞套箱为研究对象，通过阅读一定数量的相关文献，收集一些套箱结构形式，再参考给定的母型结构形式和构造尺寸，进行桥梁浮式防船撞套箱结构设计，确定几种不同的套箱内部结构形式，并采用有限元方法计算碰撞力，进行耐撞性比较，选出最优结构形式并得出相关结论。希望本次毕业论文完成后会对船-桥碰撞问题有一定的了解，清楚防撞设施的类别及各自的优缺点，能够设计不同形式的防撞套箱结构，学会熟练使用ANSYS软件并掌握用有限元方法建模计算、分析、对比结构，有一定的文字排版和处理图表能力。

研究将采用文献查阅法和有限元仿真计算分析方法。先通过查阅大量的文献资料，较全面的了解船-桥碰撞问题和各种桥梁防撞设施，分析国内外研究现状，收集防撞套箱结构形式。再学习并使用有限元软件，用ANSYS软件以有限元仿真分析方法建立不同防撞套箱结构的三维有限元模型，并对所建的结构模型进行耐撞性分析，完成有限元模型计算结果处理，最后选择吸能最好的一种进行尺寸优化。

3. 参考文献

[1]刘虓.《船舶结构力学》，华南理工大学出版，2010

[2]余同希，卢国兴.《材料与能量的结构吸收》，化学工业出版社，2006.

[3]《Ansys/LS-DYNA使用指南》，安世亚太科技股份有限公司.2009.

[4]陈国虞.《桥梁防撞理论和防撞装置设计》，人民交通出版社，2003.

[5]孙振.桥梁防撞设施的比较研究[D].上海：同济大学，2007.

[6]尹锡军.船桥碰撞及桥墩防撞设施研究[D].大连：大连海事大学，2009.

[7]张俊，陈玉骥.桥梁防撞装置研究现状分析[J].佛山科学技术学院学报，2017,35(1):81-86.