嘉绍大桥船撞风险评估研究.pdf

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1、第加卷第2期湖南交通科技Vo1．40No．22014年6月HUNANCOMMUNICAnONSCIENCEANDTECHNOLOGYJun．2014文章编号：1008—844X(2014)02—0108—04嘉绍大桥船撞风险评估研究欧勇。刘建。。肖光清。黄柏卫(1．长沙理工大学土木与建筑学院，湖南长沙410000；2．中国建筑第五工程局有限公司，湖南长沙410000)摘要：阐述了美国AASHTO指南中船桥碰撞事故的风险评估方法。结合嘉绍大桥，根据AASHTO指南方法对嘉绍大桥的船撞概率进行了计算，对嘉绍大桥运营期的船撞风险进行了

2、评估。计算结果表明，嘉绍大桥船撞风险水平偏高，提出了降低嘉绍大桥船撞风险的措施。关键词：嘉绍大桥；船撞桥；概率分析；运营期；AASHTO指南方法中图分类号：U447文献标识码：A此外，我国桥梁工作者根据我国桥梁建设实际1船撞桥风险评估意义也相继提出一些用于船撞桥风险分析的概率计算模随着交通运输事业的迅猛发展，由水路、公路、型，如直航路模型l3】、三概率参数积分路径模型-4J铁路组成的三维立体综合交通运输体系已经或正在等。同时，我国公路桥规范-5根据航道等级列表给逐步发展与完善，但与此同时交通事故的发生率也出了设计船舶撞击力；铁路

3、桥规范-6给出了设计船逐步上升。据统计，世界上已发生超过100起严重舶撞击力的计算公式。本文将主要介绍AASHTO的船撞桥事故，我国自1957年来在长江干线上发生指南方法模型和我国规范模型。的船撞桥事故就高达300多起⋯。因此把通航桥梁2．1AAS肿。指南方法的船撞风险评估研究提高到首要的位置显得尤为重AASHTO指南模型是目前应用得最广泛的一个要。模型。在AASHTO指南【6中，桥梁各桥墩的年损毁对于桥梁结构而言，安全是摆在显要的位置的，频率由下式计算：桥梁结构的安全是交通运输正常运转的基本保障。AF=N×PA×PG×Pc(1

4、)桥梁结构安全与经济性之间的矛盾越来越突出。船其中：AF为通航桥梁的年倒塌频率；N为通航桥梁撞桥风险评估研究可以使桥梁的船撞风险以数据的下某类船舶的年通航数量，由船舶类型、尺度等确形式呈现在我们面前，同时这些数据也为桥梁设计定；为船舶偏离航线的概率；P。为船舶碰撞几何者提供了科学的理论依据。从而为安全与经济性之概率，由正态分布进行模拟计算，计算图示见图l；间的矛盾找到一个可靠的解决方案。管理部门也能P为通航桥梁的倒塌概率。够据此采取更科学的措施，从而减少不必要的损失。公式不计P时即为桥梁的年船撞概率。计算年倒塌概率P则采用倒塌概

5、率曲线。如图2所示。2船撞桥风险评估方法偏航概率的计算公式为：随着桥梁建设越来越大型化，船舶通航越来越PA=B月×RB×Rc×Rxc×RD(2)频繁，船撞桥事故发生越来越多，造成了巨大经济损式中：为船舶偏航的基准概率；为修正桥梁位失和环境损失，也给社会生产活动和人民生活造成置的影响系数；R。为修正平行水流的影响系数；JR了巨大的影响。因此世界各国越来越重视船撞桥问为修正横向水流的影响系数；R。为通航船舶交通密题的研究，各国纷纷根据实际提出了船撞桥风险评度修正系数。估的模型，比较常用的船撞桥简化模型主要有美国2．2我国《公路桥涵设

6、计通用规范》AASHTO规范模型、拉森模型、昆兹模型、欧洲规范我国的公路桥规范只是粗略地将船舶撞击桥梁模型、英国模型和Pedersen模型-2J。的作用力处理为一种偶然载荷，对船撞桥做出如下收稿Et期：2014—03-26作者简介：欧勇(1989一)，男，研究方向：船撞桥风险分析。2期欧勇，等：嘉绍大桥船撞风险评估研究lo9为碰撞时间，s，没有历史统计资料时取为1s；g为重力加速度，9．81m／s。我国公路规范中船撞力的计算公式采用的是力学中的经典冲量公式，虽然简单明了，因式中的碰撞时间因缺少历史数据资料，实际上只能算是一个估算

7、公式，实用性不强。而其计算所得的结果也比按国外规范计算的结果要小r。表1船只撞击力河流航道等级—忑筹塑童袁图1几何概率计算图示3实例分析3．1工程概况嘉绍大桥是横跨杭州湾的一座世界性桥梁，全煎墨塑!±堡塑里长10km，桥梁全长2680m，双向八车道设计，桥船舶撞击力面宽40．5m，单幅桥面宽20m，为六塔独柱四索面图2倒塌概率曲线圈分幅钢箱梁连续斜拉桥，主桥跨径为(7O+200+5规定：处于通航区域或有漂流物的河流中的桥梁墩×428+200+70)m，跨径布置见图3。设计最低通台，需要考虑漂流物对桥梁墩台的影响。船舶撞击航水位为

8、一3ITI，最高通航水位为4．36m。该桥主力当无实测资料时，可按表1选取。通航孔为大桥的5个连续主跨，满足3000t级集装漂流物的撞击力P(MN)则另外给出计算公式箱船的双向通航。跨径200m的两个边跨桥孔为边如下：通航孔，满足1000t级集装箱船的单向通航。