Crashworthiness analysis of a lock gate impacted by two different river ships

¹ ECMT, 90 rue Pierre Brunier, 69300 Caluire, France
² Principia Marine, 1 rue de la Noë, BP 22212, 44321 Nantes Cedex 3, France

Corresponding author: jc.rodet@wanadoo.fr

Received: 3 October 2002
Accepted: 6 February 2004

Abstract

The objective of this paper is to present an analytical model for the crashworthiness analysis of plane lock gates impacted by river ships. The model is able to assess the indentation by the colliding ship at impact point, to detect possible failure in impact vicinity and to estimate the actions on gate bearings. These latter are calculated by assuming the crash to a quasi-static load, and linear reactions distributions along the bearings. The gate geometry, the bow shape of the colliding ship, its initial velocity and the impact location on the gate, are taken into account. The ships are assumed to be quite rigid with respect to the gate. The modeling has been developed with Matlab. Results of impact of one given lock gate with two different ships: a passenger vessel and a carrier, are compared with FEM results. Impact forces and maximum indentation are well matched. Actions on bearings can be locally rather different because of their time dependence and the non-linearity of their distributions.

Résumé

L'objectif de cet article est de présenter un modèle analytique pour l'analyse de la tenue aux chocs de portes d'écluses planes heurtées par des navires fluviaux. Le modèle permet d'évaluer l'enfoncement de la porte d'écluse au point d'impact, de détecter des ruptures éventuelles dans son voisinage et d'estimer les réactions aux liaisons de la porte. Ces dernières sont calculées en assimilant l'impact, à un chargement quasi-statique et en supposant une distribution linéaire des efforts le long des appuis. La géométrie de la porte, la forme de l'étrave du navire, sa vitesse initiale et la position du point d'impact sont pris en compte par le modèle. Les navires sont supposés suffisamment rigides par rapport à la porte. Ce modèle a été programmé sous Matlab. Les résultats obtenus par ce modèle pour deux types de navire, un navire à passagers et un cargo fluvio-maritime, sont comparés à des résultats éléments finis. Les forces d'impact et les enfoncements maximum coïncident bien. Les actions aux liaisons obtenues par le modèle analytique diffèrent un peu de celles obtenues par éléments finis du fait de leur forte dépendance aux effets d'inertie et de la non-linéarité de leur distribution.