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白鹤梁水下博物馆廊道在三峡水库蓄水后存在较大船撞风险。本文结合白鹤梁博物馆防撞斜坡廊道防撞装置建设相关课题,针对拱形自浮式防撞装置和双平台框架式防撞装置两种防撞方案进行可行性研究,分别计算了两种防撞装置的防撞效果和防撞装置设立后对水流条件影响。通过对两种方案的计算结果分析,选择一种较优的防撞方案。本文研究的主要工作和结论如下:首先,通过三维有限元仿真方法,采用ABAQUS/Explicit动力分析模块对两种防撞装置进行了结构受力特性和防撞效果的计算分析。计算结果表明:采用C30混凝土材料的双平台框架式防撞装置在各种工况下均有破坏,迎撞的桩和纵横撑都出现较大变形,混凝土材料抗拉和抗压强度均超过C30混凝土标准强度值。采用Q420钢板材料的拱形自浮式防撞装置由于柔性较好,在撞击时会产生一定的位移量,大部分工况碰撞区域产生弹性变形,仅5000t船舶在撞击距离拱顶2/8处会出现小部分塑性变形,整体结构安全可靠,满足防撞要求。同时,防撞装置的弧形形状有利于拨开船头,使船舶驶离危险碰撞区域。拱形自浮式防撞方案在防撞效果上优于双平台框架式防撞装置,能够对斜坡廊道起到防撞保护作用。其次,通过三维计算流体力学方法,采用ANSYS FLUENT模拟两种防撞装置设立后对其周围水流条件影响。计算结果表明:双平台框架式防撞装置具有架空式结构,对下游流态影响较小,但是对流速影响较大,靠岸侧流速比同一断面的靠近河心部分流速小,产生壅水高度较高。拱形自浮式防撞装置由于采用半包围和浮式结构型式,设立后仅在防撞带外侧使得表面流速增大,对防撞装置下游一侧流态影响较小,产生的壅水高度较低。最后,在结构和流体计算结果基础上,分析了两种防撞装置应用于白鹤梁博物馆斜坡廊道的可行性。通过极限撞击角度分析发现,双平台框架式防撞装置在三种水位下仍然存在船舶撞击下游斜坡廊道的风险,自浮式拱形防撞装置能够全方位保护斜坡廊道。双平台框架式防撞装置在中低水位时,混凝土桩则露出在水面,桩杆林立,影响博物馆整体风景效果。自浮式拱形防撞装置的防撞带和浮筒通过自身浮力随着水位的升降而升降,并没有破坏防护大堤整体的斜坡效果,与周边环境相协调。