航道中桥梁桥墩防撞技术及设施浅析

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1、2014年12月第12期城市道桥与防洪桥梁结构89航道中桥梁桥墩防撞技术及设施浅析于伟(无锡市政设计研究院有限公司，江苏无锡214072)摘要：该文阐述了航道中桥梁船舶撞击问题，对目前桥梁防撞技术及我国桥梁防撞设施的研究与应用现状进行了总结和阐述，以期能为今后的桥梁防撞设计和建造提供一定的参考意见。关键词：桥梁；撞击力；防撞技术中图分类号：U443．22、U447文献标识码：B文章编号：1009—7716(2014)12—0089—05(2)为了桥梁上部结构的安全，不允许桥墩有0引言较大的位移；随着经济建设和交通

2、运输业的蓬勃发展，横(3)肇事船只的船头刚度不论多小，变形量也跨江海的大型桥梁越来越多，同时使得撞击桥墩只能由船头钢板的压扁长度提供，故不可能产生事故急剧增加。美国的统计数字结果显示，较大的变形，由此缓解的撞击动能与总的撞击动1970—1980年，在通航的大型桥梁运营期间，就发能相比是较小的。生了1I起重大的恶性碰撞事件，有些交通干线和由此可见，桥梁不设防撞保护系统时，船舶将航道堵塞时间长达2a之久。直接与墩身接触。由于两者的刚度均较大，变形量在我国，船撞桥事故也是频繁发生，如武汉长较小，不能缓解撞击动能，因而将

3、产生极大的撞击江大桥，自1975年建成到1999年l2月18日共力，造成船毁桥塌事件。所以，桥梁的抗冲击能力发生了70起，其中直接经济损失上百万元的大事一般只能由防撞保护系统提供，以缓冲船舶的撞故超过lO起，而发生在我国长江、珠江、黑龙江三击力，使桥梁和船舶的损失程度尽可能缩小。大水系干线上的船撞桥事件更达到300余起以鉴于船舶撞垮桥梁的事件日益增多，迫使许上。南京长江大桥自建成起已发生了约30起船撞多国家努力研究防护方法和碰撞理论，在重建或桥事故。重庆白沙沱大桥被船撞已达上百次之多。规划设计桥梁时，已经开始在设

4、计方案中将防撞2007年，广东九江斜拉桥因船撞击而导致桥面脱保护工程列人。特别是近几年来，重要桥梁的防撞落江中，造成了巨大的人员伤亡和经济损失【；同保护系统常进行广泛的国际咨询和投标，以期获年，江苏昆山市发生货船撞击大洋桥桥墩事故，造得较佳的设计方案；对有被撞垮之虞的桥梁，也在成两人死亡。尽管并非每一次碰撞事故都酿成桥考虑增设防护系统[2】。毁人亡的重大惨剧，但桥梁的使用寿命、安全性2防撞设计的原则及抗震能力的降低却是肯定的，由此造成中断交通、抢修线路的经济损失也逐年增加。桥梁防撞设计就是考虑某种船舶型式、航行速

5、度、水位标高和河床线高程等因素，其计算得到1桥墩防撞设施的必要性的桥墩横向水平抗力接近或超过船舶撞击力，使通过对大量被撞垮的桥梁调查得知，大部分桥墩自身具有一定的抗撞击能力。同时通过桥墩桥梁均未设置防撞保护系统；即使少数有防护系周围防撞设施的设置，来延长船舶的碰撞时间，减统的桥梁，也因设计防护能力不足而未能抵抗住小撞击力，从而更好地保护桥墩和船舶的安全[3]。船舶的撞击。从概念上讲，当撞击力大于桥墩的承目前桥墩防撞设施的种类繁多，防撞设施的载能力时，桥梁的抗冲击能力既不能由桥墩提供，设计需要根据桥墩的自身抗撞能力

6、、桥墩的位置、也不能靠撞击桥墩的船舶提供，这是因为：桥墩的外形、水流的速度、水位变化情况、通航船(1)桥墩的刚度总是较大的，不可能产生较大舶的类型、碰撞速度、河床的断面，以及防撞保护的塑性变形来缓解撞击动能；体系的施工能力等因素进行。防撞设施一般应满足如下要求：收稿日期：2014—09—28作者简介：于伟(1983一)，男，河南鹤壁人，工程师，从事桥梁工(1)对船舶的碰撞能量进行消能缓冲，使船舶程设计工作。不能直接撞击桥墩，或使船舶碰撞力控制在安全9O桥梁结构城市道桥与防洪2014年l2月第12期范围内。两种分类

7、虽然方法不同，但内涵一致，目前我(2)防撞设施不能影响航道的通航，占用航道国研究人员一般采用第二种分类方法，按照这种范围尽量少。分类方法，各种方式的防撞设施如表1所列。(3)在保证桥梁安全的前提下，通过合理的结表1各种防撞设施一览表构形式和缓冲材料的布置，尽量减少防撞设施和方式防撞设施船舶的损伤，达到双赢的效果。弹性变形型一缓冲材料方式、绳索方式(4)防撞设施制造、安装、维护和修理的经济直接方式压坏变形型一缓冲体方式性较好。变位型一重力方式弹性变形型一桩方式(5)防撞设施具有很好的可靠性和安全性。间接方式压坏变形

8、型一沉箱方式、人工岛方式(6)不因防撞设施的设置而增加新问题，如回变位型一浮体系泊缆方式流沉积、妨碍捕捞、局部冲刷增大等。3．2各种防撞设施的特征3桥墩防撞保护系统的研究与应用3．2．1直接构造弹性变形型船舶对桥梁的撞击力是很复杂的，这是因为直接构造弹性变形型，有缓冲材料方式和绳碰撞事故除与碰撞环境一风浪、气候、水流等因素索方式等。结构或材料通过自身恢复弹性变形的有关外，