[发明专利]一种测量船舶撞击力的方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种测量船舶撞击力的方法。

背景技术

近几十年来，随着铁路交通的发展和高等级公路的修建，跨江河、海湾及连岛工程的大型桥梁越来越多，而随之发生船舶撞击桥墩的重大事故数量和概率也越来越高。因此，按照相关标准，新建桥梁在设计时必须考虑船舶撞击桥墩的撞击力影响，以便保证桥梁在建成后具有抵御在规定通航条件（航速、吨位）下失事船舶撞击的能力。因此，对船舶撞击力的准确预估就显得非常重要和迫切。

目前，国内外对桥梁的各种设计规范基本采用半经验公式和有限元数值模拟方法来预测船舶撞击力，但是这些方法本质上都是建立在船撞桥（或船撞船）的刚体或弹性体整体碰撞的简单理论基础上，其计算结果的差异性就很大。同时，又无法通过实验来修正这些公式，给桥梁工程设计中的应用带来困惑。所以建立一种符合实际工况的测量船舶撞击力的方法就显得非常必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是一种符合实际工况的测量船舶撞击力的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种测量船舶撞击力的方法，包括以下具体步骤：

（1）、在桥墩上安装密封的钢围箱，并在钢围箱上划出一块迎撞区；

（2）、在迎撞区上设置方形的迎撞箱； 

（3）、设定迎撞箱的前面板为迎撞面，在迎撞箱内固定设置呈网格状的支撑肋，并在迎撞箱的后面板上固定安装多个呈阵列分布的X向测力传感器，X向测力传感器的安装位置位于支撑肋后端相应的十字交叉处，在迎撞箱的左、右面板上分别固定安装多个呈阵列分布的Y向测力传感器，Y向测力传感器的安装位置位于支撑肋左、右端相应的十字交叉处，在迎撞箱的底面板上固定安装多个呈阵列分布的Z向测力传感器，Z向测力传感器的安装位置位于支撑肋下端相应的十字交叉处；

（4）、将Y向测力传感器和Z向测力传感器分别与钢围箱固定连接；

（5）、实验船舶按正常航速撞击迎撞箱的迎撞面，迎撞箱内的X向、Y向、Z向测力传感器分别测出各自所受到的对应方向的撞击力Fx、Fy、Fz；

（6）、将同一方向的多个测力传感器所测出的撞击力取平均值，分别得到                                               、、，然后通过合力公式：F=计算得到船舶撞击桥墩的总撞击力。

所述的迎撞箱的材质为钢。

所述的钢围箱内填充有高强度泡沫塑料。

在实验船舶撞击迎撞箱之前，为减少X向测力传感器与桥墩的摩擦力，在桥墩的外表面安装桥墩覆盖钢板。 

与现有技术相比，本发明的优点是由于将迎撞箱安装在密封的钢围箱上，使得迎撞箱（即测力装置）可随水位变动而上下浮动，保证了船舶对迎撞箱的撞击部位基本保持不变，而且在迎撞箱的X、Y、Z三个方向都安装有测力传感器，并通过求合力的方式得到船舶的撞击力，使得测量得到的船舶撞击力比较符合实际工况；又由于安装在每个方向上的多个测力传感器都采用阵列分布，实现了大的测力面积，降低了对实验船舶撞击位置精度的要求；此外，在一个方向上安装多个测力传感器，并通过求平均值的方法得到该方向上的撞击力，这大大降低了测量的误差。

附图说明

图1为本发明的实验船舶的撞击示意俯视图；

图2为本发明的各方向的测力传感器的安装示意图；

图3为图2的侧视图；

图4为图2的俯视图；

图5为本发明的各个方向的测力传感器在迎撞箱上的安装立体示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图所示，一种测量船舶撞击力的方法，包括以下具体步骤：

（1）、在桥墩1上安装密封的钢围箱2，钢围箱内填充有高强度泡沫塑料，并在钢围箱2上划出一块迎撞区；

（2）、在迎撞区上设置方形的钢质迎撞箱3；

（3）、设定迎撞箱3的前面板31为迎撞面，在迎撞箱3内固定设置呈网格状的支撑肋35，并在迎撞箱3的后面板32上固定安装多个呈阵列分布的X向测力传感器4， X向测力传感器4的安装位置位于支撑肋35后端相应的十字交叉处，在迎撞箱3的左、右面板33上分别固定安装多个呈阵列分布的Y向测力传感器5，Y向测力传感器5的安装位置位于支撑肋35左、右端相应的十字交叉处，在迎撞箱3的底面板34上固定安装多个呈阵列分布的Z向测力传感器6，Z向测力传感器6的安装位置位于支撑肋35下端相应的十字交叉处；

（4）、将Y向测力传感器5和Z向测力传感器6分别与钢围箱2固定连接；