摘要：本文阐述了桥梁防撞系统的发展状况。首先列举了国内外典型的桥梁船撞事故，并简要分析了产生这类事故的原因。在此基础上，总结了目前国内外较为常用的各类桥梁防撞系统的特点。
一、桥梁船撞事故
世界范围内跨江跨海桥梁工程的建造正在迅速开展。我国进行了纵贯南北、横贯东西的干线公路网建设。大型桥梁的建设可以缓解交通压力、促进陆路交通。但是对于水上船舶而言，桥梁却是人工障碍物。由于自然环境、通航环境、船舶状况、船舶操纵者以及管理者等诸多方面因素导致船舶与桥梁发生碰撞的恶性事故在世界范围内每年都有发生。据统计，在１９６０～１９９３年的３３年中，全世界因船撞桥而导致损毁的大型桥梁已达２９座，其中美国１５座，死亡人数为３２１人。由国际航海协会常务会议建立的船撞桥国际数据库中包含了１５１起事故。统计表明１９７０—１９７４年间，美国内河上发生了８１１起船撞桥事件，造成损失２３００多万美元。在通航的大型桥梁运营期间，约有１０％的桥梁因船舶撞击而倒塌。１９８０年，美国佛罗里达州造价２５０００万美元的阳光大桥被散装货轮撞击而倒塌，造成３５人丧生。１９９３年，美国亚拉巴马州ＣＳＸ铁路大桥，被拖驳船队严重撞击造成桥梁坍塌，列车出轨，４７人丧生。２００２年美国俄克拉荷马州阿肯色河上，一艘拖轮顶着两艘运油的空驳船撞上一座有２０年历史的公路桥的一个桥墩，造成公路桥坍塌，死亡１７人。
在国内，航行船舶撞击桥梁的事故长期地、普遍地存在，对桥梁安全运营造成了很大的危害。在我国从第一个有记载的船撞桥事故——１９５９年发生在武汉长江大桥的船撞桥事故——开始，长江干线上已经陆续发生了近３００起船撞桥事故，武汉长江公铁两用桥自１９５８年建成以来己发生了７０多起船撞桥事故，其中直接经济损失超过百万元的事故就超过１０起。南京长江大桥自建成起己发生了约３０起船撞桥事故。重庆自沙沱大桥被船撞已达上百次之多。２００７年，广东九江斜拉桥因船撞击而导致桥面脱落江中，造成了巨大的人员伤亡和经济损失。２００７年，江苏昆山市发生货船撞击大洋桥桥墩事故，造成２两人死亡。表１显示了一些典型的国外船撞桥事故。
国内学者的研究表明船撞桥事故的因素很多，主要因素
(1)人为操作失误。如驾驶船舶时不专心、疲劳造成反应迟钝、违反航行交通规则、错估水流和风速等；
(2)船舶机械失效，如：机械失灵、设备老化引起的失；
(3)不利的通航条件，如能见度低、船舶交通量太大等。一般的船撞桥事故是其中的多种因素组合所致。
二、桥梁防撞研究
船撞桥问题涉及多个学科，如船舶结构力学，碰撞力学、水动力学、桥梁工程、岩土力学等。碰撞是船体和桥墩或防撞结构在短时间内的一种复杂的非线性动态响应过程。在碰撞中，船桥结构变形、失效和船体刚体运动同时发生。桥梁上部结构与桥墩之间、土壤与桥桩之间均存在非线性动力耦合。由于以上这些因素，使得船桥碰撞问题的研究变得比较复杂。船撞桥问题的系统研究始于１９７８年。美国发生了众多船舶撞毁桥梁的恶性事故之后，马里兰大学率先开展了桥梁及桥墩的防撞保护系统的研究。１９９１年美国出版了“公路桥梁防撞设计指南》，对公路桥梁的船舶撞击设计提供了指导和依据。
桥梁防撞装置的目的是防止桥梁因船舶撞击力超过桥墩的设计承受能力，保护桥梁结构安全。上通过采用不同型式的防撞设施，可以阻止船舶撞击力传到桥墩，或者通过缓冲消能防撞设施，延长船舶的撞击时间，减小船舶撞击力，从而最终保护桥梁安全。防撞设施的设计需要根据桥墩的自身抗撞能力、桥墩的位置、桥墩的外形、水流的速度、水位变化情况、通航船舶的类型、碰撞速度等因素进行。防撞设施一般应满足如下要求：对碰撞的船舶能量进行消能缓冲；在各种水位条件下，撞击的船舶不能直接触及墩壁；防撞设施不能影响航道的通航，占用航道范围尽量少；各种缓冲材料的布置应尽量减小通航船舶的损伤；防撞设施制造、安装、维护和修理经济性较好；防撞设施具有很好的可靠全性和安性等。
对于桥墩防撞措施，许多研究者提出过各种方案，主要有：
（１）浮围：通过在桥墩周围安装钢格子浮围，利用浮围的变形吸收船的动能，使经过浮围传到桥墩上的力被限制在允许的范围内。
（２）缆索拦截：缆索的端部锚固于水底，缆索和锚之间有缓冲装置，用来吸收船的动能。这种方法的可靠性不佳，较适合于主航道以外使用。
（３）护桩：桥墩前船舶可能的碰撞位置设置防撞桩，以达到防护的目的。
（４）人工岛；在桥墩前用沙子、碎石或混凝土将桥墩周围建立人工岛，使船岛上搁浅而停下，这种方法具有很好的防护效果，安全可靠。
（５）桩群：在桥墩周边设置多根钢管桩，并通过多层水平系杆将各个钢管桩相连，通过钢管桩系统来抵抗船舶对桥梁的撞击作用，避免桥墩系统受到损坏。
其它还有一些常用的桥梁防撞装置如：围堰、半围堰、复合钢浮围等，均具有较好的防护效果。表２显示了国内外一些典型的桥梁防撞系统。
三、结论
本文阐述了桥梁船舶撞击问题及防撞系统的发展状况。首先列举了国内外典型的桥梁船撞破坏事故，并简要分析了产生这类事故的原因。在此基础上，总结了目前国内外较为常用的各类桥梁防撞系统的特点。
