桥梁结构船撞可靠度研究

Starting with the research on influence factors on reliability of vessel-bridge collision, this project makes a systemical study on reliability assessment of bridge due to vessels impact, which is driven by the requirement of improving the safety of the bridge structure due to vessels impact. This project will put forward the probability model and parameters of random variable on the basis of collection on typical path and speed of vessels. The failure criteria and performance index of typical bridge structure due to vessels impact will be proposed on the basis of numerical simulation of vessel-bridge collision. And then the reliability analysis will be conducted according to the reliability models of different performances. This project aims at the safety of bridge structure due to vessels impact and will promote the development of bridge engineering. It can aslo ensure the sustainable and stable development of the national economy.

本项目立足工程实际，从研究影响桥梁船撞可靠度的因素入手，以桥梁工程可靠性研究为核心，提高桥梁结构的船撞安全性为目的，围绕桥梁结构的船撞可靠度问题展开系统深入的研究。在收集和调研船舶典型航迹和航速的基础上，采用数理统计的方法确定影响桥梁船撞可靠度的随机变量概率模型及参数。通过进行船桥碰撞数值模拟计算，分析典型桥型在船舶撞击下的典型破坏模式，提出桥梁船撞破坏准则和船撞性能指标及其划分方法，在此基础上建立桥梁船撞可靠度分析模型，进行不同性能等级下桥梁船撞可靠度分析。本项目瞄准桥梁船撞安全研究前沿，对于推动桥梁工程学科的发展，提高航道桥梁的船撞安全性，保证国民经济可持续稳定发展具有十分重要的科学意义和实际意义。

本项目围绕桥梁结构船撞可靠度评估展开系统深入的研究，从研究影响桥梁船撞可靠度的因素入手，提出了影响桥梁船撞失效概率的各个影响因素的概率模型。考虑冲击荷载作用对于结构性能指标的影响，给出了用于性能设计的桥梁船撞性能指标及划分方法。围绕桥梁船撞可靠性评估的两个核心问题船撞动力响应分析和失效概率计算展开重点研究，特别对桥梁船撞设计冲击谱进行了细致研究，计算了不同周期下单自由度体系在撞击力时程作用下结构动力响应，通过寻找位移放大系数的统计规律，给出了桥梁船撞设计冲击谱。阐述了桥梁船撞可靠度分析模型，提出了桥梁船撞失效概率的计算方法，包括响应面法和基于有限元分析的统计矩方法，使船撞可靠性评估的计算效率大为提高。通过研究解决了桥梁结构在船舶撞击作用下，不同性能等级的船撞可靠度评估问题，从而为基于可靠度理论进行桥梁船撞设计提供了理论依据，提高了航道桥梁船撞安全性。