湛江海湾大桥主桥墩船舶撞击力分析

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1、广东公路交通&’’(年增刊（&）总第2#期.<=>?@A>?.A>?B?文章编号：!"#!$#"!（%&’’(）’"$’’!"$’)湛江海湾大桥主桥墩船舶撞击力分析罗林阁!，曹映泓!，陈国虞&（!*广东省路桥建设发展有限公司，广州+!’")+；&*上海海洋钢结构研究所，上海&’’’’’）摘要：当今，船舶运输行业迅猛发展，大吨位船只日益增多，撞击力大。由于船舶交通繁忙，船舶撞击构造物的例子不断增多，一旦出现撞击事故，造成的经济损失将是巨大的，解决这一敏感问题，是桥梁工程界亟待研究的课题之一。简

2、要介绍湛江海湾大桥主桥墩船舶撞击力的分析。关键词：桥梁；桥墩；船舶撞击力中图分类号：,((!文献标识码：-!概述长2(’1的双塔双索面混合型斜拉桥，跨径组合湛江海湾大桥及连接线一期工程位于粤西的"’13!&’13(2’13!&’13"’1（主梁为流线型截湛江地区，项目东起吴川市黄坡镇接.)&+线，沿面，其中钢箱梁长度#&’1，砼箱梁!&’1），主跨/)#)线经湛江市坡头区，于平乐渡口上游!*)01(2’1。主塔基础为桩基础，每个主塔基础由)!根处跨越麻斜海湾，终于湛江市乐山大道，全线长约桩组成，桩基为变截面

3、形式，桩长!’’1，其中上段&+01。其中湛江海湾大桥全长)%2!*!%1，主桥为)’1直径为&%’41，下段#’1直径为&+’41（图!）。图!湛江海湾大桥主桥&主桥墩船舶撞击力分析问题，可以用牛顿第二定律分析。物体动量的变设计主塔墩承受船撞力的允许值为：垂直于化与作用在物体上的力成正比，动量（!）定义为桥轴线方向为"’56，顺桥轴线方向为)’56。"（#这里"是质量，#是速度矢量），因此：桥位所处的麻斜海湾水面宽约&*+01，最大水$8%·&（"#）’978%·"·9:;978%"(深&+1，!’1等深

4、线宽度约2’’1，桥址上游码头林式中"是一个恒量，选择单位使%8!，就是立。大桥通航按+万7级散装货轮标准设计。通著名的表达方式$8"(。航净宽(’’1，净高(21。动量守恒定律在碰撞问题中是非常重要的，“碰撞可以是弹性的，也可以是非弹性的。作根据牛顿的三个定律推导出这个定律，即：弹性碰撞时，入射各质点的动能在碰撞后全部以!（!碰撞前）3!（&碰撞后）8!（!碰撞前）3!（&碰撞后）式中：!8"#)动能形式重现，只是在质点间的分配有所不同。在通常的非弹性碰撞中，入射各质点的动能有一两物体"!和"&，撞前速度

5、分别为#!和#&，部分在碰撞后会表现为一个或多个质点的某种形撞后速度分别为#*、#*。!&式的内部激发能（如热能），动量守恒甚至对于非牛顿定义：弹性碰撞也是成立的，尽管这时动能已不守恒”。**）（’#）+8分离速度’接近速度8（#!$#&!$#&历来的论证结果表明碰撞也是一个经典力学完全弹性时，+8!；完全非弹性时+8’（即撞·!"·(!!+年增刊（(）罗林阁，曹映泓，陈国虞湛江海湾大桥主桥墩船舶撞击力分析总第3N期后不分开）。通常两个固体相撞，!在!"#之间，!%—水流速度（,/,0）；可以通过试验测定。

6、1—撞击时间,0；冲量概念也是从牛顿第二定律引出的：具有0—重力加速度123（#/,0(）。"质量的物体，受力#沿着$轴移动，初速为%!，（(）铁路规范［1］第42+25条。墩台承受船只经过时间&以后，该物体的速度为：或排筏的撞击力可按下式计算：’&&##’"%067#［/（+"2）］!4*$%()*$&($&3!’!!!!!"式中：##—撞击力,-.；’"’!’&""—动能折减系数（,0,/!2*）。当船只或排筏#&’"（’&）""’!斜向撞击墩台（指船只或排筏驶近方向与撞击点式左称为这一作用时间内，该力

7、的冲量，即：处墩台面法线方向不一致）时可采用!2(，正向撞&冲量(!#$&(!（"’）击（指船只或排筏驶近方向与撞击点墩台面处法!这个力所作的功引起能量改变，即：线方向一致）时可用!24；#+("’("#+("’(’#·（$"$）’!,%—船只或排筏撞击墩台时的速度（,/,0）。!!两固体相撞，能量守恒的公式写为：此项速度对于船只采用航运部门提供的数据，对（#+(）"#’(#)（#+(）"#’(#’（#+(）"#’-#()（#+(）于排筏可采用筏运期的水流速度；"’-()!,#—船只或排筏驶近方向与墩台撞击

8、点处切((线所成的夹角。应根据具体情况确定，如有困难，式中：’#、’(为"#、"(撞前的速度；可采用#’(!8；’-、’-为"、"撞后的速度。#(#(/—船只重或排筏重,-.；用能量守恒公式，如果已经知道能量改变就2#、2(—船只或排筏的弹性变形系数和墩台可以求出速度改变。圬工的弹性变形系数。缺乏资料时，可假定2#)根据碰撞的动量守恒定律，我们要使尽量多2(’!2!!!*/,-.。的动量保留在船上，速度改变要小，