該論文以廣州瀝心沙大橋主橋18號墩為背景,采用LS-DYNA軟件對船舶撞擊下固定式波折鋼板-鋼覆復合防撞裝置的耗能性能及防護性能進行研究,得到以下結論:
(1)未設復合防撞裝置時,船艏正撞和斜撞橋墩承臺時,均會使橋梁產生較大響應;設置復合防撞裝置后,橋梁結構響應明顯減小,正撞時撞擊力峰值最大降幅為18.17%,斜撞時撞擊力峰值降幅為48.66%。
(2)復合防撞裝置的鋼面板是主要的耗能構件,發揮了緩沖吸能作用;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。實際應用中可對結構作進一步優化,使聚氨酯芯材和波折鋼板能夠更好協同鋼面板進行耗能。
(3)未設復合防撞裝置時,船艏和承臺發生嚴重破壞,船艏發生明顯的內陷,承臺接觸位置處表面混凝土碎裂嚴重。設復合防撞裝置后,僅其迎撞面產生較大變形;復合防撞裝置通過自身變形,減緩船舶速度,僅船艏發生輕微變形,產生輕微擦傷,而承臺及橋墩未發生大的變形,混凝土保持完好。斜撞時,防撞裝置通過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-鋼覆復合防撞裝置加裝工作。由于船舶撞擊后僅復合防撞裝置的迎撞面產生較大變形,后期維修中僅需更換防撞裝置迎撞面,維護成本低;該復合防撞裝置可進行模塊化生產,預制加工好后分塊運輸,在施工現場拼裝,安裝工藝簡單,并且后續運營、維護技術方便,維修費用較低,具有較好的經濟性和適用性,在實際工程項目中具有廣闊的應用前景。