种新型frp桥墩防撞浮箱结构

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1、一种新型FRP桥墩防撞浮箱结构张锡祥，王智祥，巫祖烈，王家林，杜柏松（重庆交通大学，重庆，400074）摘要：本文介绍一种具有自定位功能和弱接触连接构造及高消能效果的新型FRP桥墩防撞浮箱结构。新结构适用于桥区水位变幅较大和墩的抗力远低于其设防船撞力的桥墩防撞保护工程，可获得“既不伤墩、又少伤船、还少结构自伤”的最佳防护效果，是实现桥墩“和谐防撞”与“长效防撞”的技术创新尝试。关键词：桥墩、防撞浮箱，纤维增强复合材料，外围箱体结构，内衬柱壳薄壁构件中图分类号：U443.26文献标志码：A文章编号：ALate-modelFRPFloatingPontoonProtec

2、tionStructureforBridgePiersintheShipCollisionZHANGXi-xiang，WANGZhi-xiang，WUZu-lie，WANGJia-lin，DUBai-song(ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing400074,China)Abstract：Alate-modelFRPfloatingpontoonprotectionstructurewithself-locationfunction，weakercontactjointformationandhigherenergydissip

3、atingeffectforbridgepiersintheshipcollisionispresented———————————————————————————————————————————————inthispaper.Thestructureappliestothepierprotectionengineeringwherethewaterlevelaroundthebridgefluctuateslargelyortheactualresistingcapabilityofthepierisinsufficientforitsdesigningshipco

4、llisionforce.Withthestructure，theoptimizedprotectioneffectthat“neitherdamagethepiernorharmitsselfstructureandshipstructuretoomuch”canbeachieved.Itcanberegardedasatrialoftechnicalinnovationtorealizethe“harmoniousprotection”and“long-termprotection”forthepierintheshipcollision.Keywords:br

5、idgepier，protectionfloatingpontooninshipcollision，FRP，peripheryboxstructure，cylindricalthin-shellliningcomponent浮体式保护结构，是目前桥墩防撞工程应用得最多和最好的防撞结构形式[1-2]。以钢浮箱为代表的浮体式保护结构，主要通过浮箱和船舶在撞击区域共同产生的破坏性变形来吸收和耗散船舶的撞击动能实现对桥墩的防撞保护[3-4]。随着工程实践的深入，钢浮箱暴露出如下两类重要缺陷：（1）钢浮箱依靠自身和船舶“两撞俱损”的破坏性变形来吸收船舶撞击能量的防撞机理，存在

6、“只注重保护桥墩，不注重保护船舶”及“以浮箱和船舶的损伤代价换取桥墩安全”的设计理念缺陷。现有钢浮箱能将船舶撞击动能转换为浮箱与船舶的变形能，是以二者的巨大撞击损伤，有时甚至是毁灭性的撞击损伤为代价换来的[5-6]。因此，———————————————————————————————————————————————这种防撞保护设计理念，既缺少“人性化保护”内涵，又难达到“船桥和谐防撞”的设计最高境界。（2）钢浮箱较刚硬的结构形式及其与桥墩较刚硬的接触连接方式，存在“浮箱自身的能量吸收和动量缓冲性能较差”及“浮箱与桥墩的连接方式不能弱化船撞力的传递”的结构构造缺陷。钢

7、浮箱因其刚度较大，受撞后的刚体位移也较大并较快，故对船撞力的衰减作用不大，易使桥墩受到硬性撞击伤害，并使那些自身抗力较低的桥墩受到致命伤害。因此，这种防撞保护结构的结构构造，既难达到“强化消能、弱化传力”的防撞保护效果，还使浮箱撞损后难以修复而不能对桥墩提供“长效防撞保护”。桥梁工程师和设计、研究人员为改变钢浮箱的上述缺陷进行了大量的理论和试验研究，但都因钢浮箱材料特性的先天缺陷及结构构造的传统模式局限而收效甚微，致使钢浮箱的工程应用受到一些制约和质疑[7-8]。为改变钢浮箱的技术现状和提升浮体式保护结构的技术水平，笔者从材料源头和结构形式入手，研发出一种由纤维