涪陵乌江大桥复线桥船撞风险研究.pdf

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1、第３２卷第２期公路交通技术Ｖｏｌ．３２Ｎｏ２２０１６年４月ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＨｉｇｈｗａｙａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔＡｐｒ２０１６ＤＯＩ：１０．１３６０７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｌｊｔ．２０１６．０２．０１２涪陵乌江大桥复线桥船撞风险研究１２曹佰杨，李嵩林（１．重庆市城市建设投资（集团）有限公司，重庆４０００００；２．招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆４０００６７）摘要：对拟建涪陵乌江大桥复线桥进行船撞风险研究。根据该桥桥址处的水流速度，典型水位，通航船舶密度、航速，通航净空尺度，航迹线以及桥梁的

2、极限抗船撞能力等，采用三概率积分法，确定该桥拱圈碰撞频率和倒塌频率。另外，依据行业风险水平和风险评价矩阵，并结合三概率积分法计算结果来确定该桥船撞风险等级。关键词：船撞；航迹线；三概率积分；倒塌频率；风险等级文章编号：１００９－６４７７（２０１６）０２－００５１－０６中图分类号：Ｕ４４２．５文献标识码：ＡＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｈｉｐＣｏｌｌｉｓｉｏｎＲｉｓｋｏｆＤｏｕｂｌｅ－ｌｉｎｅＢｒｉｄｇｅｉｎＦｕｌｉｎｇＷｕｊｉａｎｇＲｉｖｅｒＢｒｉｄｇｅ１２ＣＡＯＢａｉｙａｎｇ，ＬＩＳｏｎｇｌｉｎＡｂｓｔｒａｃ

3、ｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｓｓｈｉｐｃｏｌｌｉｓｉｏｎｒｉｓｋｏｆｄｏｕｂｌｅ－ｌｉｎｅｂｒｉｄｇｅｉｎＦｕｌｉｎｇＷｕｊｉａｎｇＲｉｖｅｒＢｒｉｄｇｅｔｏｂｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．Ｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｗａｔｅｒｆｌｏｗｒａｔｅ，ｔｙｐｉｃａｌｗａｔｅｒｌｅｖｅｌ，ｎａｖｉｇａｔｉｏｎｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｓｐｅｅｄｏｆｓｈｉｐｓ，ｎｅｔｃｌｅａｒａｎｃｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｏｆｎａｖｉｇａｔｉｏｎ，ｔｒａｃｋｌｉｎｅａｎｄｌｉｍｉｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｂｒｉｄｇｅｔｏｓｈｉｐｃｏｌ

4、ｌｉｓｉｏｎ，ｅｔｃ．，ｔｈｅｐａｐｅｒｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｃｏｌｌｉｓｉｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｃｏｌｌａｐｓｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆａｒｃｈｒｉｎｇｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｂｙｍｅａｎｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｉｎｔｅｇｒａｌｍｅｔｈｏｄ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｐａｐｅｒｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｔｈｅｒｉｓｋｇｒａｄｅｏｆｓｈｉｐｃｏｌｌｉｓｉｏｎｔｈｅｂｒｉｄｇｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｉｓｋｌｅｖｅｌｏｆｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｍａｔｒｉｘａ

5、ｎｄｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｉｎｔｅｇｒａｌｍｅｔｈｏｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｉｐｃｏｌｌｉｓｉｏｎ；ｔｒａｃｋｌｉｎｅ；ｔｈｒｅｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｉｎｔｅｇｒａｌ；ｃｏｌｌａｐｓｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｒｉｓｋｇｒａｄｅ涪陵乌江大桥复线桥位于长江乌江汇合口上游２．８ｋｍ，紧邻已建乌江大桥下游。其桥轴线为东西１船撞风险分析方法向，东接江东片区，西接涪陵老城区。工程河段平面根据涪陵乌江大桥复线桥桥址处的水流速

6、度，顺直微弯，属山区性河道。河床宽窄相间，深泓线沿典型水位，通航船舶密度、航速，通航净空尺度、航迹程起伏较大，岸线凹凸不规则，形态复杂。低水河宽线以及桥梁的极限抗船撞能力等，采用三概率积分［１－４］约１４０ｍ，高水河宽约２２０ｍ。河流水流方向为北东法，确定其拱圈碰撞频率和倒塌频率。另外，依－南西向，与桥梁走向基本垂直。三峡水库正常蓄据行业风险水平并结合三概率积分法计算结果来确水运行后，涪陵乌江大桥复线桥工程所在河段成为定该桥船撞风险等级。拱圈船撞频率的三概率参数三峡水库常年回水段，航道等级已达到Ⅲ级航道

7、标积分路径模型如图２所示，风险理论计算公式如下：ｍ准，通航１０００ＤＷＴ级船舶或船队。涪陵乌江大桥ｐｃ＝∑αｉｐｗｉ（１）复线桥采用钢筋混凝土拱桥方案，主拱跨径２２０ｍ，ｉ＝１矢高４２ｍ；桥面全宽１２ｍ，矢跨比１／５。本文主要对ｎμｘ＋３σｘＤｐｗｉ＝∑Ｎｊ∫ｆ（ｘ）∫λ（ｘ）［１－Ｆ（ｓ）］该桥进行船撞风险评估，以明确其风险等级。该桥ｉ＝１μｘ－３σｘ０θ２桥型布置如图１所示。∫ｆ（θ）ｄθｄｙｄｘ（２）θ１基金项目：国家青年科学基金项目（５１００８２６６）收稿日期：２０１５－１１－０６作者简介：曹佰

8、杨（１９８２－），男，重庆市人，本科，工程师。５２公路交通技术第３２卷图１涪陵乌江大桥复线桥桥型布置示意式中：ｐｃ为桥梁年碰撞频率；αｉ为第ｉ种水位出现的可按“静力法”来计算。频率；ｍ为水位个数；ｎ为船舶分类组数；ｐｗｉ为第ｉ本文采用有限元分析软件ＭｉｄａｓＣｉｖｉｌ２０１０计种水位下的年碰撞频率；Ｎｊ为按船舶分类方法第ｊ算涪陵乌江大桥复线桥主拱圈在不同高度横向撞击种船舶的年通航量（艘次）；ｆ（ｘ）为航迹横向分布力作用下的最大内力，并用桥梁