随着我国水运交通的快速发展,跨江跨河桥梁工程逐步增加与船舶结构的大型化、高速化的矛盾日益突出,导致船桥碰撞交通事故频发,给交通安全和生命财产带来了重大威胁。故深入开展船桥碰撞效应机理和动力学问题的相关研究具有很重要的现实意义。本文建立散货船与连续刚构桥碰撞的整体有限元模型,系统考虑桥梁不同边界条件设置和影响船桥碰撞的各种因素,计算并分析桥梁下部结构、上部结构和船舶参数对船桥碰撞效应的影响。基于有限元仿真分析结果,对碰撞力简化时程法及船桥碰撞设计反应谱分析方法进行了研究,提出了具有统计意义的船桥碰撞力简化模型和船撞设计反应谱,实现了对船桥碰撞时桥梁撞击响应的快速预估。本文主要研究内容如下:首先,简述了船桥碰撞研究背景和意义,列举了国内外典型的船舶与桥梁碰撞事故,总结了国内外研究现状,归纳了关于船舶撞击桥梁计算的经验公式以及相关规定,并对船桥碰撞高精度有限元数值分析方法、动力简化计算方法及反应谱分析方法进行了阐述。然后,建立162m+162m等跨预应力钢筋混凝土连续刚构桥及散货船的有限元模型,对结构重要几何参数和材料本构参数进行详细分析说明。采用Hyper Mesh与LS-Pre Post软件分别作为前后处理器,LS-DYNA作为求解器,分析桩土与桥梁上部结构对船-桥墩碰撞动力响应的影响规律。基于船-桥墩碰撞机理,考虑船舶质量、船舶速度、碰撞水位高度三个主要因素,并探究所选取的因素对船桥碰撞力、桥梁动力响应的影响。其次,考虑不同船舶质量和船舶速度条件,共设置42个计算工况。通过有限元计算得到相应的碰撞力时程曲线,采用碰撞力简化时程方法,选择恰当的函数模型,通过对数值计算结果的统计分析和参数拟合,提出具有统计意义的船桥碰撞动力时程简化模型。最后,采用反应谱分析方法,确立船桥碰撞效应的分析过程和步骤,根据Newmark-β理论编制并验证反应谱计算程序,通过半正弦脉冲载荷为例验证了程序的可靠性。分析了船舶质量、速度及桥梁结构阻尼比对动力反应系数的影响。考虑船舶质量、船舶速度等因素计算撞击力,获得系统在不同条件下的动力反应特征曲线,并基于数理统计与参数拟合方法得出船桥碰撞设计反应谱。