孙钦东，唐怀平

(西南交通大学 力学与工程学院， 成都 610031)

我国已建成铁路线路超过12万km，其中高速铁路为2.5万km。随着内河航运的迅速发展,船舶与跨内河航线铁路桥梁的碰撞事故频发，如2015年10月，广东省肇庆市西江铁路大桥遭采砂船碰撞，造成桥身底部钢梁错位(图1)，58趟列车的运行中断，受影响旅客达3 590余人；2016年1月，湘江湘潭铁路桥遭受散货船碰撞(图2)，造成沪昆铁路湘潭段封闭。不断发生的船舶碰撞事故不仅严重危及铁路桥梁的安全运营，而且对列车乘客的人身安全造成了巨大隐患。

图1 西江铁路大桥船撞事故

图2 湘潭铁路大桥船撞事故

从概率统计角度分析，并结合船桥碰撞事故的数据统计，发现绝大部分船舶与桥墩的碰撞是以斜向碰撞形式发生[1]，因此，开展船桥斜向碰撞的动力学问题研究，对桥梁的设计和防护有着重要价值。

目前国内外研究船桥碰撞问题的主要理论与方法有：希里克理论[2]、米诺斯基理论[3]、汉斯德鲁彻理论[4]、梁文娟等[5]在彼得森船桥碰撞二维解析理论的基础上提出的三维空间碰撞解析理论[6]、沃辛经验公式[7]、美国国有公路运输管理协会(AASHTO)发布的《高速公路桥梁防船撞设计规范》[8]等。在已有理论研究成果的基础上，随着非线性碰撞理论的不断成熟，精准解决特定尺寸桥梁结构与船舶的碰撞动力问题成为可能。

本文利用LS-DYNA大型有限元软件对跨内河航线某铁路桥梁的重力式桥墩结构与900 t级散货船的斜向碰撞过程进行了数值仿真，分析了不同碰撞速度、碰撞角度对其动力响应的影响，并结合碰撞力时程曲线对该尺寸重力式桥墩的船撞损伤情况进行了评估。……