刘伟庆 方 海 祝 露 韩 娟 吴志敏

(南京工业大学先进工程复合材料研究中心，南京211816)

船-桥碰撞事故往往会造成桥损、船毁、人亡、航道受阻、陆上交通中断以及货物泄漏等严重后果，重建桥梁和疏通航道的费用十分惊人.因此，近年来关于船-桥碰撞机理及桥梁防撞系统的研究得到越来越多的关注.国内外关于船-桥碰撞机理的主要研究方法包括试验研究法［1］、简化分析法［2-4］和有限元仿真法［5-6］.其中，简化分析法使用方便，能够基本把握船撞桥的碰撞力和结构动力反应.现有研究大多是基于等效静力的方法，忽略了船-桥碰撞过程中的动力因素.我国近年来在大桥桥墩中常用的防撞设施为钢结构形式，具体为钢套(浮)箱、钢围堰、钢丝绳复合吸能防撞圈等.针对该类防撞设施，陈国虞［7-9］等采用有限元动力分析软件，研究了钢结构防撞设施在船舶撞击过程中的塑性变形破损消能行为.

本文综合考虑桥墩刚度及上、下部结构对桥墩的约束作用等因素，建立船-桥碰撞简化动力学模型，进行理论分析求解，并提出基于船-桥碰撞接触时间的船撞力计算公式.此外还提出了大型复合材料防船撞系统的设计理念，阐述了其结构构造与冲击试验结果，并介绍了设置复合材料防撞系统的典型桥梁工程应用，可供相关工程实践参考.

1 船-桥碰撞动力学机理

1.1 简化动力学模型

本文提出了一种由被撞击桥墩和相邻2 个半跨组成的半跨单墩模型，将桥梁……