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在我国，随着航道等级的不断提升，船舶日渐大型化。而内河架空直立式码头没有得到升级改造及新建，其原设计靠泊能力普遍较小。大型船舶直接停靠在役码头时，靠泊产生的巨大撞击力极易造成码头构件或结构损坏，严重威胁码头安全。为此本文针对内河在役架空直立式码头结构，提出了一种新型浮式防撞系统，并对该系统的布置、材料选择进行了研究。采用ABAQUS有限元软件对该系统的防撞性能进行了优化。本文主要研究工作如下：
(1)采用ABAQUS有限元软件校核了码头结构的原承载能力。通过对不同吨级、不同速度、不同角度的船舶停泊码头过程进行模拟，得出船舶吨级和船舶速度越大，撞击越激烈，能量转化越充分，撞击力峰值越大，撞击力作用时间越长。通过模拟原设计3000吨级船舶停靠码头的过程，得到目前码头所能承受的实际撞击力（10.04MN）为极限承载。当码头直接停靠5000吨级、8000吨级船舶时，撞击力分别为11.50MN、12.79MN，大于原设计停靠码头安全撞击力范围，不利于码头安全运行。
(2)结合码头实际工程背景，提出了一种钢套箱与橡胶护舷结合的新型浮式防撞浮箱。通过分析各防撞装置的优缺点及适用条件，综合考虑码头泊位、机械设备、造价等情况，确立了各泊位独立的防撞浮箱形式与连接系统的布置。通过计算撞击能量、验算橡胶护舷反力，并对连接柱进行有限元分析，得到系统吸能效果与连接柱承载力均满足要求。
(3)采用ABAQUS对防撞浮箱进行数值仿真分析。设置了3000吨级、5000吨级、8000吨级船舶以0.2m/s、0.5m/s、1.0m/s的速度分别以0°、5°、10°的角度停靠码头的9个计算工况。计算表明：各工况下防撞浮箱均能有效地延长系统能量转化与撞击力作用时间，防撞浮箱通过自身变形吸收系统能量，对码头所受撞击力的折减率可达52.11%。在大吨位船舶以及高速船舶停泊过程中，防撞浮箱能有效保护码头。在有角度停泊过程，防撞浮箱与船舶接触面积较小，撞击力折减效果不明显，但可以调整船身角度。在防撞浮箱保护下，原设计停靠3000吨级的码头现可停靠8000吨级船舶，靠泊能力得以提升。
(4)基于数值仿真分析方法对防撞浮箱构造进行优化。通过改变浮箱钢板厚度、纵向板间距、横向板间距，设置不同计算工况进行数值仿真分析。结果表明：橡胶护舷首先接触船舶，参与碰撞，通过橡胶护舷变形吸能，极大地缓冲船舶撞击力，延长撞击作用时间。防撞浮箱各构件中，防撞浮箱钢结构层主要吸能部件为甲板、底板、外壳、内壳。防撞浮箱钢板厚度、纵向板间距、横向板间距分别为8mm、0.50m、0.75m时，防撞浮箱防撞性能最优。
(1)采用ABAQUS有限元软件校核了码头结构的原承载能力。通过对不同吨级、不同速度、不同角度的船舶停泊码头过程进行模拟，得出船舶吨级和船舶速度越大，撞击越激烈，能量转化越充分，撞击力峰值越大，撞击力作用时间越长。通过模拟原设计3000吨级船舶停靠码头的过程，得到目前码头所能承受的实际撞击力（10.04MN）为极限承载。当码头直接停靠5000吨级、8000吨级船舶时，撞击力分别为11.50MN、12.79MN，大于原设计停靠码头安全撞击力范围，不利于码头安全运行。
(2)结合码头实际工程背景，提出了一种钢套箱与橡胶护舷结合的新型浮式防撞浮箱。通过分析各防撞装置的优缺点及适用条件，综合考虑码头泊位、机械设备、造价等情况，确立了各泊位独立的防撞浮箱形式与连接系统的布置。通过计算撞击能量、验算橡胶护舷反力，并对连接柱进行有限元分析，得到系统吸能效果与连接柱承载力均满足要求。
(3)采用ABAQUS对防撞浮箱进行数值仿真分析。设置了3000吨级、5000吨级、8000吨级船舶以0.2m/s、0.5m/s、1.0m/s的速度分别以0°、5°、10°的角度停靠码头的9个计算工况。计算表明：各工况下防撞浮箱均能有效地延长系统能量转化与撞击力作用时间，防撞浮箱通过自身变形吸收系统能量，对码头所受撞击力的折减率可达52.11%。在大吨位船舶以及高速船舶停泊过程中，防撞浮箱能有效保护码头。在有角度停泊过程，防撞浮箱与船舶接触面积较小，撞击力折减效果不明显，但可以调整船身角度。在防撞浮箱保护下，原设计停靠3000吨级的码头现可停靠8000吨级船舶，靠泊能力得以提升。
(4)基于数值仿真分析方法对防撞浮箱构造进行优化。通过改变浮箱钢板厚度、纵向板间距、横向板间距，设置不同计算工况进行数值仿真分析。结果表明：橡胶护舷首先接触船舶，参与碰撞，通过橡胶护舷变形吸能，极大地缓冲船舶撞击力，延长撞击作用时间。防撞浮箱各构件中，防撞浮箱钢结构层主要吸能部件为甲板、底板、外壳、内壳。防撞浮箱钢板厚度、纵向板间距、横向板间距分别为8mm、0.50m、0.75m时，防撞浮箱防撞性能最优。