[发明专利]一种输煤栈桥上部结构抗船舶撞击能力确定方法及设备

权利要求书

1.一种输煤栈桥上部结构抗船舶撞击能力确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据通航船舶的航行信息和桥梁最高通航水位，判断通航船舶与桥梁上部结构发生碰撞的风险等级，所述航行信息包括通航船舶的高度、航行路线；

步骤二：当通航船舶与桥梁上部结构发生碰撞的风险等级达到预设风险等级时，对通航船舶撞击桥梁上部结构进行仿真模拟，建立通航船舶模型、桥梁上部结构模型，通航船舶模型对桥梁上部结构模型的不同位置进行撞击，提取桥梁上部结构被撞击后的加速度时程曲线，得出桥梁前五阶自振频率，估计桥梁上部结构损伤状况；

步骤三：根据桥梁上部结构损伤状况，得到桥梁上部结构损伤度等级，从而确定桥梁上部结构抗船舶撞击能力等级。

2.如权利要求1所述的输煤栈桥上部结构抗船舶撞击能力确定方法，其特征在于，所述步骤一中，判断通航船舶与桥梁上部结构发生碰撞的风险等级，具体为：

根据桥梁最高通航水位以及通航净空尺度设定h1为第一限制高度、h2为第二限制高度、h3为第三限制高度，其中，h1＜h2＜h3，设定发生碰撞的风险等级为第一风险等级、第二风险等级、第三风险等级；

当通航船舶的高度h＜h1时，判定通航船舶与桥梁上部结构发生碰撞的风险等级为第一风险等级；

当通航船舶的高度h1＜h＜h2时，判定通航船舶与桥梁上部结构发生碰撞的风险等级为第二风险等级；

当通航船舶的高度h2＜h＜h3时，判定通航船舶与桥梁上部结构发生碰撞的风险等级为第三风险等级；

当检测通航船舶的航行路线中出现偏离航行、逆行情况时，判定通航船舶与桥梁上部结构发生碰撞的风险等级为第三风险等级。

3.如权利要求2所述的输煤栈桥上部结构抗船舶撞击能力确定方法，其特征在于，在步骤二之前所述方法还包括：

根据通航船舶与桥梁上部结构发生碰撞的风险等级，发送不同的预警信号，具体为：

设定预警信号为低风险预警信号、中风险预警信号、高风险预警信号；

当通航船舶与桥梁上部结构发生碰撞的风险等级为第一风险等级时，发送低风险预警信号；

当通航船舶与桥梁上部结构发生碰撞的风险等级为第二风险等级时，发送中风险预警信号；

当通航船舶与桥梁上部结构发生碰撞的风险等级为第三风险等级时，发送高风险预警信号。

4.如权利要求1所述的输煤栈桥上部结构抗船舶撞击能力确定方法，其特征在于，所述步骤二中自动提取桥梁上部结构被撞击后的加速度时程曲线之前，还包括：

实时监测加速度响应幅值，并与预设阈值进行对比，当加速度响应幅值大于预设阈值时，自动提取桥梁上部结构被撞击后的加速度时程曲线，所述预设阈值根据最不利风荷载作用下的动力响应与船撞最小响应设定。

5.如权利要求4所述的输煤栈桥上部结构抗船舶撞击能力确定方法，其特征在于，所述步骤二中提到的通航船舶模型对桥梁上部结构模型的不同位置进行撞击，提取桥梁上部结构被撞击后的加速度时程曲线具体为：

将不同位置设定为多个撞击点，获取各个撞击点不同撞击速度下的加速度时程曲线，当加速度响应幅值大于预设阈值时，自动分析加速度响应幅值的变化规律，得出桥梁前五阶自振频率，桥梁上部结构的刚度随自振频率改变，具体为：

设定自振频率ω1为第一自振频率、ω2为第二自振频率、ω3为第三自振频率，其中ω1＜ω2＜ω3，设定桥梁上部结构的刚度A1为第一刚度、A2为第二刚度、A3为第三刚度；

当桥梁自振频率为第一自振频率ω1时，桥梁上部结构的刚度为第一刚度A1；

当桥梁自振频率为第二自振频率ω2时，桥梁上部结构的刚度为第二刚度A2；

当桥梁自振频率为第三自振频率ω3时，桥梁上部结构的刚度为第三刚度A3。