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1、學(xué)校代碼：10289分類號：U656.1密級：公開學(xué)號：122010027江蘇科技大學(xué)碩士學(xué)位論文鋼板樁碼頭在船舶撞擊下的安全性分析研究生姓名劉彭導(dǎo)師姓名汪宏教授申請學(xué)位類別工學(xué)學(xué)位授予單位江蘇科技大學(xué)學(xué)科專業(yè)船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)制造論文提交日期2014年12月30日研究方向船舶與海洋結(jié)構(gòu)物結(jié)構(gòu)性能論文答辯日期2015年3月21日答辯委員會主席萬正權(quán)評閱人2015年3月分類號：U656.1密級：公開學(xué)號：122010027工學(xué)碩士學(xué)位論文鋼板樁碼頭在船舶撞擊下的安全性分析學(xué)生姓名劉彭指導(dǎo)教師汪宏教
2、授江蘇科技大學(xué)二O一五年三月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringSecurityanalysisofsteelsheetpilequay-wallundershipcollisionSubmittedbyLiupengSupervisedbyWanghongJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2015江蘇科技大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)
3、性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：年月日江蘇科技大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)江蘇科技大學(xué)可以
4、將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于：(1)保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。(2)不保密□。學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：年月日年月日摘要摘要改革開放以來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，海洋運(yùn)輸業(yè)快速發(fā)展，與國外貿(mào)易量越來越大，船舶進(jìn)出港頻率提高，導(dǎo)致船舶撞擊碼頭的事故經(jīng)常發(fā)生，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，帶來的間接損失更是不可估量的，也給碼頭留下了安全隱患。板樁碼頭作為一種重要碼頭形式，具有造價(jià)便宜，結(jié)構(gòu)
5、簡單，施工快速、方便，對復(fù)雜的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而其中鋼板樁重量輕，強(qiáng)度高，鎖扣緊密，止水性好，沉樁容易，所以被廣泛應(yīng)用于大型深水碼頭工程中。目前在工程中，研究船與碼頭碰撞一般采用定性理論分析法、現(xiàn)場實(shí)測分析法和模型試驗(yàn)分析法，而有限元法才剛剛起步，但是由于定性理論分析結(jié)果較為粗糙，可能與實(shí)際情況相差較大，而現(xiàn)場實(shí)測分析及模型試驗(yàn)分析需要大量的人力、物力、財(cái)力，周期長且無法得到在各個(gè)時(shí)刻結(jié)構(gòu)內(nèi)部的變形及應(yīng)力傳遞的情況。因此本文采用有限元法對鋼板樁碼頭進(jìn)行分析。本文首先介紹船與碼頭碰撞研究的國
6、內(nèi)外現(xiàn)狀、船舶撞擊力的計(jì)算理論、方法以及板樁墻計(jì)算方法，對土體材料非線性、樁-土接觸非線性和碰撞過程非線性問題進(jìn)行分析，詳細(xì)介紹有限元模型建立過程中單元類型選擇、材料選擇、接觸對定義和選擇等問題。然后，采用有限元軟件ANSYS建立數(shù)值分析模型，對鋼板樁碼頭在自重以及后場堆貨荷載作用下進(jìn)行有限元分析，得到了對同類碼頭設(shè)計(jì)有重要參考價(jià)值結(jié)果。通過數(shù)值模擬分別計(jì)算在水平荷載作用位置、大小和角度以及回填土彈性模量E對碼頭鋼板樁等效應(yīng)力的影響，并擬合計(jì)算結(jié)果總結(jié)出一些規(guī)律。最后，采用ANSYS/LS-DYN
7、A來研究船舶與鋼板樁碼頭碰撞過程碼頭結(jié)構(gòu)安全性。驗(yàn)證了在規(guī)范規(guī)定最大的速度撞擊下碼頭結(jié)構(gòu)的安全性，分析了撞擊位置、船舶噸位、船舶速度、回填土彈性模量E對撞擊力、鋼板樁等效應(yīng)力、胸墻壓力以及土體吸收能量的影響，并將有限元計(jì)算的最大撞擊力值與國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值進(jìn)行對比，總結(jié)出一些規(guī)律，從而為同類碼頭的設(shè)計(jì)和維修改造以及撞擊力的研究提供理論參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：非線性；水平荷載；船與鋼板樁碼頭碰撞；數(shù)值仿真分析；撞擊力IAbstractAbstractSincethereformandopeningup,
8、withthesustainedandrapiddevelopmentofChina'snationaleconomy,therapiddevelopmentofmarinetransportatio,theamountofforeigntradeisincreasingbyyear.Theincreasedenteringleavingtheportfrequencyofshipsleadstothefrequentaccidentsofcollisionbetweenshipa
