基于AASHTO模型算法的桥梁船撞风险分析

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1、基于AASHTO模型算法的桥梁船撞风险分析邓安妍，高建东，杜跃亭55基于AASHTO模型算法的桥梁船撞风险分析邓安妍。高建东。。杜跃亭(1．福州大学土木工程学院，福建福州350108；2．厦门市经纬建筑设计有限公司，福建厦f-I350000)摘要：以乌龙江大桥为背景，将风险分析理论引用到该桥船撞问题的研究中，通过对该桥桥区航运发展现状及规划情况的调查，应用AASHT0模型计算出该桥2010年遭受船舶撞击的年概率为4．89×1O次／年，年撞击倒塌概率为3．53×1O次／年，根据AAsHT0船撞桥风险接受准则，

2、该风险是不可接受的，必须采取防船撞措施。提出船舶航行定线制、设置桥区航标、设置桥墩防撞装置、设置船舶交通管理系统VTS四条防撞措施建议，供相关部门参考借鉴。关键词：桥梁；AASHTO模型；船桥碰撞；风险分析；措施中图分类号：U443．2文献标志码：A文章编号：167i一7767(2011)01—0055～041引言导上来说并不严谨1]。在内河通航水域建设的桥梁极大地改善了陆路综合比较，发现AASHTO模型虽然是依照美的交通条件，但对船舶航行来说无疑是一种障碍物。国和欧洲的船舶碰撞资料统计而设计出来的，但因国

3、内、外航行船舶撞击桥梁的事故时有发生，所导致其思路清晰、方法完善、实用性强，是目前应用最为的人员伤亡、财产损失、通航环境以及自然环境的破广泛的船桥碰撞概率模型，该规范将船撞桥事件视坏触目惊心口]。因此，为了降低事故发生的概率，减为风险事件，根据可接受风险的水平指导桥梁的防少国家和人民生命财产损失，对船舶撞击桥梁进行撞设计，已经形成了系统的思想_2]。本文以乌龙江风险评估具有十分重要的意义。大桥为背景，介绍AASHTO方法在船桥碰撞风险船桥碰撞概率的研究是风险评估的重点。目前分析中的具体应用。应用较多的船桥碰

4、撞概率计算模型有AASHT()规范模型、Larsen模型、欧洲规范模型、KUNZI模型2美国AASHTO概率计算模型和黄平明直航路模型。Larsen模型从现象学角度美国AASHTO规范给出了桥梁年倒塌概率的出发，指出4类偏航情况可能是导致船撞桥事故发模型l3]：生的原因，没有特别指定每类事故的分析方法。欧AF===N×PA×PG×Pc(1)洲规范模型考虑了船舶在桥区的横向分布、所处位式中，A为船舶撞击引起的桥梁年倒塌概率；N为置对事故的影响以及单位航程事故率的变化，但由船舶年通航量；P为偏航概率；P。为几何

5、概率；P于在计算P(桥梁倒塌概率)时缺乏较为合理的定为桥梁倒塌概率。公式(1)中去除倒塌概率P项量表达方式，因此还是一个理论上的表述。KUNZI后是桥梁遭受船舶撞击的年概率。模型和欧洲规范模型的计算思路基本相似，其进一2．1偏航概率P步明确了P的计算方法，但也只是针对船舶的单偏航概率P又称为因果概率，它是对一艘处条航迹给出了碰撞概率的计算方法。黄平明直航路于由导航误差、不利环境条件或机械故障困境中的模型从思路上看，是对AASHTO模型和KUNZI船只的风险度量。AASHTO规范中建立了估算模型进行了综合，但

6、在计算偏航概率和停不住船的P的方法，见公式(2)。概率的计算是一个有序的积分过程，当船舶行驶在PA—BR×RB×Rc×RxcXRD(2)不同位置时，其偏航角的分布和停船距离的分布也式中，B为偏航基率，轮船的偏航基率取为是随之变化的，并非仅与船舶的初始位置有关。因0．00006，驳船取为0．00012；RB为桥位修正系数，此，从这个意义上说，黄平明的直航路模型从理论推桥梁位于直线水域时取Re一1．0，桥梁位于过渡水收稿日期：2O1O—O7～19基金项目：福建省交通科技项目与福建省自然基金会(2oo9Jo125

7、o)联合资助作者简介：邓安妍(1984一)，女，2008年毕业于长春工程学院水利水电工程专业，工学学士(E—mail：deng287639175@qq．com)。56世界桥梁2011年第1期域时取RB—l十0／90。，桥梁位于转向(弯道)水域时对于驳船的撞击力，计算公式为：取R一14-0／45。，0为图1中所示的转角或弯角；R一3100×(一1)(6)为平行船舶航行的水流修正系数，Rc一1十Vc／19，KE一500CHMV(7)为平行船舶航行的水流速度(km／h)；R为垂直aB<100mm，P一6．0×10

8、口B⋯6船舶航行的水流修正系数，Rxc===1+0．54xc，VxcaB≥100mm，P一6．0×10+1600a~为垂直船舶航行的水流速度(km／h)；Ro为船舶交式中，a为驳船船头的损坏长度；K为船舶撞击能通密度修正系数，低交通密度取Ro一1．0，平均交通量(J)；M为船舶排水量(t)；V为设计撞击速度密度取R。一1．3，高交通密度取Ro===1．6。(m／s)；C为水动力质量系数，船龙骨以下净空超过0．5倍