該論文以廣州瀝心沙大橋主橋18號(hào)墩為背景,采用LS-DYNA軟件對(duì)船舶撞擊下固定式波折鋼板-鋼覆復(fù)合防撞裝置的耗能性能及防護(hù)性能進(jìn)行研究,得到以下結(jié)論:
(1)未設(shè)復(fù)合防撞裝置時(shí),船艏正撞和斜撞橋墩承臺(tái)時(shí),均會(huì)使橋梁產(chǎn)生較大響應(yīng);設(shè)置復(fù)合防撞裝置后,橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)明顯減小,正撞時(shí)撞擊力峰值最大降幅為18.17%,斜撞時(shí)撞擊力峰值降幅為48.66%。
(2)復(fù)合防撞裝置的鋼面板是主要的耗能構(gòu)件,發(fā)揮了緩沖吸能作用;聚氨酯芯材和波折鋼板的耗能水平則受撞擊位置、撞擊深度等因素影響。實(shí)際應(yīng)用中可對(duì)結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步優(yōu)化,使聚氨酯芯材和波折鋼板能夠更好協(xié)同鋼面板進(jìn)行耗能。
(3)未設(shè)復(fù)合防撞裝置時(shí),船艏和承臺(tái)發(fā)生嚴(yán)重破壞,船艏發(fā)生明顯的內(nèi)陷,承臺(tái)接觸位置處表面混凝土碎裂嚴(yán)重。設(shè)復(fù)合防撞裝置后,僅其迎撞面產(chǎn)生較大變形;復(fù)合防撞裝置通過(guò)自身變形,減緩船舶速度,僅船艏發(fā)生輕微變形,產(chǎn)生輕微擦傷,而承臺(tái)及橋墩未發(fā)生大的變形,混凝土保持完好。斜撞時(shí),防撞裝置通過(guò)自身的變形有效改變了船舶的行駛方向,整體變形更小。
論文稱,廣州瀝心沙大橋已于2023年4月完成波折鋼板-鋼覆復(fù)合防撞裝置加裝工作。由于船舶撞擊后僅復(fù)合防撞裝置的迎撞面產(chǎn)生較大變形,后期維修中僅需更換防撞裝置迎撞面,維護(hù)成本低;該復(fù)合防撞裝置可進(jìn)行模塊化生產(chǎn),預(yù)制加工好后分塊運(yùn)輸,在施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝,安裝工藝簡(jiǎn)單,并且后續(xù)運(yùn)營(yíng)、維護(hù)技術(shù)方便,維修費(fèi)用較低,具有較好的經(jīng)濟(jì)性和適用性,在實(shí)際工程項(xiàng)目中具有廣闊的應(yīng)用前景。