船舶与大跨度斜拉桥碰撞的有限元数值模拟

摘要：为研究船舶与大跨度斜拉桥碰撞过程中桥梁撞击位置的受损状况及结构响应,以安徽省望东长江公路大桥为背景,采用非线性动力分析有限元软件LS-DYNA进行数值仿真分析。结合桥址处的水文、地质条件,综合考虑斜拉索拉力、桥面刚度、土对桩的约束和全桥结构自重等因素,建立船桥碰撞的整船整桥计算模型,分析在16.5m高水位时,10 000t的大型船舶分别以正撞击和偏45°斜撞击大桥的撞击过程。结果表明：船舶撞击力随船艏阻抗系数的增大而增大;撞击力随撞击角度变化,在最不利工况下,正撞击的撞击力峰值高出偏45°撞击力峰值的1倍多;船艏与桥塔的损伤随撞击角度变化;桥塔整体刚度足够大,但船艏对桥塔表面混凝土造成严重破坏,影响桥塔整体结构的正常使用和耐久性。