Numerische Untersuchungen einer energiedissipierenden Schutzvorrichtung gegen Schiffsanprall

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Werner zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Ein Schiffsanprall stellt eine außergewöhnliche Beanspruchungssituation dar, die die Sicherheit von Brückenbauwerken im Bereich von Wasserstraßen gefährdet. Zur Vermeidung des unmittelbaren Anpralls gegen Brückenpfeiler kommen unterschiedliche Schutzvorrichtungen zum Einsatz. Derartige Schutzsysteme dissipieren einen Großteil der Anprallenergie durch die Entwicklung plastischer Deformationen, sodass die vom Pfeiler bzw. Schiff zu absorbierende Energie auf ein Minimum reduziert wird. In diesem Beitrag werden numerische Untersuchungen und das strukturelle Verhalten einer neuartigen kollisionssichernden Konstruktion vorgestellt, bei der sich beim Anprall plastische Mechanismen in klar definierten Bauteilbereichen entwickeln und übrige Konstruktionselemente im elastischen Zustand verbleiben. Da die Konstruktion nach einem Anprallereignis dadurch in weiten Bereichen nicht geschädigt ist, können sich Wiederherstellungsmaßnahmen auf lokal begrenzte Bereiche beschränken. Die konstruktive Durchbildung von Konstruktionsdetails steht bei den Untersuchungen nicht im Mittelpunkt und soll in weitergehenden Studien entwickelt werden.

Numerical evaluation of novel crashworthy device for pier protection from barge impact
Barge impact is a potential hazard threatening the safety of bridge structures located in navigation waterways. To avoid direct contact between a barge and a bridge pier in an impact event, different types of protective structures have been developed and used in many bridges. Such protective systems shall generally dissipate a large portion of energy during impact through plastic structural deformations, thus reducing the amount of energy absorbed by the barge or the bridge pier remarkably. This paper aims to numerically evaluate the mechanical behaviour of a novel crashworthy device with focus on developing effective strategies to limit plastic mechanisms within certain structural components whilst ensuring that others remain totally elastic during impact. This would greatly facilitate the restoration process of such devices after barge impact by replacing only those structural components where plastic deformations have occurred. Structural detailing of connections is not focused on and to be analyzed in later investigations.