船与墩的撞击力实验室研究和实船试验与数值模拟比较

摘要

运用理论推导、实验和数值计算这三种方法对铁路规范中船撞力公式的动能折减系数进行了研究.在我国铁路桥梁规范中列入的船撞力公式F=γVsinα[W/(C1+C2)]0.5中,考虑了撞击系统中各物体的刚度,比较符合冲击动力学的原理.公式中的动能折减系数γ,规范推荐选用0.2和0.3.试验中,将钢对钢面接触、钢对钢线接触、钢对混凝土面接触以及钢对橡胶接触这4种情况进行了测定,得到钢对钢面接触时(背面有防撞元件—对应于高效的防撞装置)系数γ比较高的结论(最高可达0.8左右),建议在修订规范时,进行全面的设计试验,以测定之.还对专门建造的桥墩进行了实船撞击的试验,并将试验测得的力与数值模拟计算的结果进行比较.研究结果已用于指导4座大桥的20个桥墩的防撞装置的设计,其中12个桥墩的防撞装置已经建造.研究结果对船舶及海洋工程领域的结构物设计也有一定参考价值。