黄石长江大桥主墩防撞设施设计

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1、黄石长江大桥主墩防撞设施设计（转）0【摘要】本文介绍了黄石长江大桥主墩防撞设施研究设计过程，以及防撞设施的构造、功能特点，供桥墩防撞设施设计时查考。关键词桥墩船舶碰撞防撞设施一、前言黄石长江公路大桥是一座特大型的连续刚构预应力混凝土桥梁，其连续刚构长度达1060m，三个通航主跨跨距各为245m。黄石大桥主墩的防撞安全问题受到大桥建设单位,各级领导部门、设计和研究单位的关注，主要基于下述原因：（1）桥位于长江航道弯曲段，受下水船舶碰撞机会较大；（2）主墩为双臂型薄壁墩，抗碰撞能力较小；（3）预应力混凝土的连续刚构桥面因桥墩损

2、坏可能造成桥梁整体破坏，事故后果特别严重。但是在黄石大桥上采取防撞措施也存在着重大的困难和受到严格的限制，主要是：（l）可能发生碰撞的船舶吨位较大、速度较高，碰撞能量巨大，碰撞事故后果极为严重；（2）要保证主墩间通航净距不小于220m，这使～些能承受巨大碰撞事故的防撞方案无法应用；（3）黄石长江段的水位落差可达17m，这使得能在全高度范围内防止桥墩被撞致损的防撞设施的设计较为困难而复杂。从1990年起，交通部和湖北省交通厅多次召开专门会议，邀请有关单位的专家学者研究黄石大桥的防碰撞安全问题，探究合理、可靠的防撞方案。199

3、1年底，由交通部上海船舶运输科学研究所梁文娟、陈高增等人提出的"浮式消能防撞设施"方案被选定。此后，上海船研所受黄石市长江大桥管理局的委托，在交通部第二航务工程局第六工程公司、沈阳普利司通（Bridgestone）公司和江苏太仓造船厂等单位的配合、支持下完成了防撞设施的设计、制造、运输、安装和调试。1997年3月，3号和4号主墩的防撞设施工程完工，1998年12月，5号和2号主墩防撞设施工程完工。二、黄石长江大桥主墩浮式消能防撞设施概况黄石大桥主墩共四座，其中2号主墩位于上水航道的浅水区，所使用的防撞设施与其他三座主墩防撞

4、设施外观相似但结构简化，3号，4号，5号主墩防控设施需在下列最严重的碰撞事故发生时保障大桥主墩的安全：（l）5000t级货轮以6m火速度发生的横桥向对中正撞；（2）3200t级船队以4m/s速度发生的横桥向对中正撞。黄石大桥主墩的设计抗碰撞能力是已定的，为：横桥向（双臂）27000kN，顺桥向9000KN。按照计算，5000吨货轮直接碰撞桥墩时，碰撞力可达32000kN，对桥墩可能造成严重的破坏,显然防撞措施是必要的.黄石长江大桥3号，4号，5号主墩浮式消能防撞设施都是由一钢质箱形浮体和安装于其上的各种橡胶护舷件组成，见图

5、1。钢质浮体的平面形状呈长圆形，设有两个上下贯通的矩形开孔，桥墩的双臂从中穿过，见图2，钢质浮体的主要参数如下：长度（横桥方向）30．44m宽度（顺桥方向）21．70m深度4.00m水下部分高2.00m自重约350t造价，约450万元钢质浮体在其长度方向上被分作两个部分制造．运输至桥墩位置后分别嵌套到桥墩上，再用连接件将两个半体紧固成一体。从图3可以看到已经嵌套到位的前半体和正在向桥墩推送的后半体。三．一次船队碰撞事故的情况简述1998年夏长江中上游发生特大洪水，全线封航，9月2日供水消退恢复通航，就在这天晚上，长2203

6、3轮第23航次，顶推1000～1500t空驳七艘顺水而下，航速18km／h，八时刚过与3号主墩防撞设施相撞。船队编结如图4所示。碰撞发生后多根系结缆绳断裂，船队分解，分别从防撞设施两侧漂下，各个驳船损伤程度不一，其中J21237，J81058和J21169三艘驳船损坏较为严重，据检测记录，主要的损坏情况如下：（1）21237驳：尾部左舷侧板严重变形，长度6m，高度2m，凹陷深度0．25m，而且部分破裂穿孔；舷侧加强材全部严重变形、扭曲：其上方升高甲板拱凸变形，面积达8m2；（2）J21169驳：首尖舱水线2.4m以下全部破

7、损，五根钢丝绳断损；（3）J81058驳：首尖舱左舷近第一空舱隔板处破损凹进两处，各为1000mmX50mm，第一舱左舷侧板破裂12000mmX600mn，其肋骨变形，断损，系结钢丝绳断损3根。从船队的损坏情况看，碰撞是相当严重的，但防撞设施的损坏轻微：钢护舷材16m变形，其中破裂两处，长度分别为2.lm和3.0m；筒型橡胶护舷件被挂脱两个（但未掉落）；防撞设施甲板有3.6mX0.5m凹陷变形，但未破裂；栏杆有15档X2m变形，脱焊。最重要的是大桥主墩未呈现任何损坏现象，表面也未发现任何损伤。这次碰撞事故的肇事船队总质量大

8、于一艘载重量2000t的货轮，但因船队散队，所以对防撞设施的损坏大致相当于一艘载重量为500t的货轮所造成的损坏，桥墩所受碰撞力远小于其设计抗撞能力。这次事故初步显示了防撞设施的功能，它的作用甚至也得到了肇事船舶的肯定。因为事故的后果能及时、完全地显示出来，判断损失大小和危害程度都比较容易，所以，事故的