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随着交通运输事业的飞速发展，桥梁与通航船舶的数量与日俱增，导致桥梁与通航船舶之间的矛盾越来越明显，世界各地的船桥碰撞事故逐渐增多。船桥碰撞不仅会使桥梁结构受到损伤，威胁桥梁的正常使用寿命，还会造成严重的人员伤亡与巨大的财产损失。因此，对于跨航道桥梁，充分研究船桥碰撞的特性，以及采取积极有效的防撞措施，是十分有效和必要的，也是本文工作的重点。
本文基于废旧轮胎的再利用设计了一种适用于小吨位船舶撞击的桥墩废旧轮胎防撞结构。本文的主要工作都是围绕着桥墩废旧轮胎防撞结构的设计与性能分析而展开的。本文主要研究内容及成果如下：
(1)基于废旧轮胎的再利用设计了单个废旧轮胎旋转体结构，并用多个废旧轮胎旋转体结构组合拼装，设计了一种适用于小吨位船舶撞击的新型桥墩防撞结构，使之在受到船舶撞击时能满足“侧向撞击时拨转船头，正向撞击时减小损伤”的功能要求。
(2)介绍了船桥碰撞数值模拟分析的相关理论与方法，利用LS-DYNA软件对船舶撞击某双柱墩进行了数值模拟，结果表明：船舶撞击速度越高，船舶撞击力越大，墩顶位移越大，船桥接触时间呈线性增加。船舶质量越大，墩顶位移越大，船桥接触时间及撞击力峰值呈线性增大。桥墩应力峰值均发生在桥墩底部。500t驳船用2m/s的速度以不同角度(10°、20°、30°、40°、50°)侧撞桥墩时，当撞击角度小于30°时，撞击力峰值随着撞击角度的增大而增加，当撞击角度大于30°时，撞击力随着撞击角度的增大而稍有减小；x方向的墩顶位移在撞击角度为30°和40°时明显比其余撞击角度的大，y方向的墩顶位移随撞击角度的增加而增大。桥墩应力峰值均发生在桥墩底部。
(3)对桥墩废旧轮胎防撞结构中的最主要部件——单个废旧轮胎旋转体结构的防撞性能进行分析。刚体船以不同角度侧撞单个轮胎旋转体结构时：刚体船与旋转体结构接触期间，撞击角度小于等于40°时，撞击角度越大，船头拨转角度越小；撞击角度大于40°小于等于60°时，撞击角度越大，船头拨转角度越大；撞击角度大于60°时，撞击角度越大，船头拨转角度越小。刚体船以不同速度撞击单个轮胎旋转体结构时：整个撞击过程中，在相同时刻，撞击速度越大，船头拨转角度越大；撞击速度越大，刚体船x方向的速度损失率越小，y方向的速度增量越大；撞击速度越大，撞击力峰值越大，相同时刻系统的能量转化率越大。
(4)500t驳船以30°角2m/s的速度正面侧撞有防护结构的桥墩时，船头拨转角度为3.27°，系统的能量转化率为23％。与船撞裸墩相比，桥墩受到的最大撞击力减少了81.1％，桥墩第一、三主应力最大值分别减少了38.3％和45.1％，墩内钢筋应力减少了71.0％，船舶应力最大值减少54.2％。
(5)500t驳船以20°角2m/s的速度正面侧撞有防护结构的桥墩时，船头拨转角度1.43°，系统能量转化率为20.8％。与船撞裸墩相比，桥墩受到的最大撞击力减少了74.8％，桥墩第一、三主应力最大值分别减少了43.2％和58.4％，墩内钢筋应力减少了65.0％，船舶应力最大值减少46.9％。
(6)500t驳船以2m/s的速度正撞有防护结构的桥墩时，防撞结构通过自身变形来消耗船舶动能。与船撞裸墩相比，桥墩受到的最大撞击力减少了89.6％，桥墩第一、三主应力最大值分别减少了67.6％和22.4％，墩内钢筋应力减少了79％，船舶应力最大值减少34.1％。
(7)通过对比桥墩有防护与无防护情况下的撞击响应，可以得出如下结论：桥墩废旧轮胎防撞结构的功能效果满足设计初衷，其消能效果分析、受力效果分析、运动与变形效果分析达到预期的目标。
本文基于废旧轮胎的再利用设计了一种适用于小吨位船舶撞击的桥墩废旧轮胎防撞结构。本文的主要工作都是围绕着桥墩废旧轮胎防撞结构的设计与性能分析而展开的。本文主要研究内容及成果如下：
(1)基于废旧轮胎的再利用设计了单个废旧轮胎旋转体结构，并用多个废旧轮胎旋转体结构组合拼装，设计了一种适用于小吨位船舶撞击的新型桥墩防撞结构，使之在受到船舶撞击时能满足“侧向撞击时拨转船头，正向撞击时减小损伤”的功能要求。
(2)介绍了船桥碰撞数值模拟分析的相关理论与方法，利用LS-DYNA软件对船舶撞击某双柱墩进行了数值模拟，结果表明：船舶撞击速度越高，船舶撞击力越大，墩顶位移越大，船桥接触时间呈线性增加。船舶质量越大，墩顶位移越大，船桥接触时间及撞击力峰值呈线性增大。桥墩应力峰值均发生在桥墩底部。500t驳船用2m/s的速度以不同角度(10°、20°、30°、40°、50°)侧撞桥墩时，当撞击角度小于30°时，撞击力峰值随着撞击角度的增大而增加，当撞击角度大于30°时，撞击力随着撞击角度的增大而稍有减小；x方向的墩顶位移在撞击角度为30°和40°时明显比其余撞击角度的大，y方向的墩顶位移随撞击角度的增加而增大。桥墩应力峰值均发生在桥墩底部。
(3)对桥墩废旧轮胎防撞结构中的最主要部件——单个废旧轮胎旋转体结构的防撞性能进行分析。刚体船以不同角度侧撞单个轮胎旋转体结构时：刚体船与旋转体结构接触期间，撞击角度小于等于40°时，撞击角度越大，船头拨转角度越小；撞击角度大于40°小于等于60°时，撞击角度越大，船头拨转角度越大；撞击角度大于60°时，撞击角度越大，船头拨转角度越小。刚体船以不同速度撞击单个轮胎旋转体结构时：整个撞击过程中，在相同时刻，撞击速度越大，船头拨转角度越大；撞击速度越大，刚体船x方向的速度损失率越小，y方向的速度增量越大；撞击速度越大，撞击力峰值越大，相同时刻系统的能量转化率越大。
(4)500t驳船以30°角2m/s的速度正面侧撞有防护结构的桥墩时，船头拨转角度为3.27°，系统的能量转化率为23％。与船撞裸墩相比，桥墩受到的最大撞击力减少了81.1％，桥墩第一、三主应力最大值分别减少了38.3％和45.1％，墩内钢筋应力减少了71.0％，船舶应力最大值减少54.2％。
(5)500t驳船以20°角2m/s的速度正面侧撞有防护结构的桥墩时，船头拨转角度1.43°，系统能量转化率为20.8％。与船撞裸墩相比，桥墩受到的最大撞击力减少了74.8％，桥墩第一、三主应力最大值分别减少了43.2％和58.4％，墩内钢筋应力减少了65.0％，船舶应力最大值减少46.9％。
(6)500t驳船以2m/s的速度正撞有防护结构的桥墩时，防撞结构通过自身变形来消耗船舶动能。与船撞裸墩相比，桥墩受到的最大撞击力减少了89.6％，桥墩第一、三主应力最大值分别减少了67.6％和22.4％，墩内钢筋应力减少了79％，船舶应力最大值减少34.1％。
(7)通过对比桥墩有防护与无防护情况下的撞击响应，可以得出如下结论：桥墩废旧轮胎防撞结构的功能效果满足设计初衷，其消能效果分析、受力效果分析、运动与变形效果分析达到预期的目标。