桥梁复合材料防撞方案研究
分类:防撞   创建时间: 2015-08-10 13:08

摘 要:在介绍船舶撞击桥梁成因的基础上,分析桥梁防撞设施应达到的具体要求,并详细比较了现有的间接式、直接式防撞设施的特点与适用情况。基于现有桥梁基础防撞方案的局限性,经理论分析与试验研究,提出了自浮式复合材料防撞方案。该方案采用自浮式复合材料防撞箱系统,其外壳为耐腐蚀性能强、弹性性能好的纤维复合材料, 内部填充强度与刚度较大的纤维复合材料空心缠绕管,紧挨船舶撞击部位为纤维复合材料耗能缠绕管。该防撞设施可使船舶撞击力保持在可控范围内,确保大桥结构安全,同时还可有效减轻船舶受损程度,具有造价低、耐腐蚀、绿色环保等优点。

1 前 言 

随着交通运输事业的飞速发展,跨越江河、湖泊、海峡的桥梁数量逐渐增多,而航运业的快速发展也使船舶数量及船型不断增加与增大。在此背景下船舶撞击桥墩的事故时有发生, 如果按能承受船舶最大正撞力来设计桥梁各种结构,则这些构筑物硕大无比而不经济;如果使桥墩避开可通航水域,将导致桥梁跨度增大, 进而改变桥梁的结构形式,既增大技术难度又增加投资。为此桥梁在施工阶段及建成营运后应采取相应的防撞安全措施,避免船舶碰撞桥梁事故的发生, 以确保船舶通航安全和桥梁自身安全 。

2 船舶撞击成因分析

经对船舶撞击事故的系统分析与归纳总结,造成撞船事故的原因较多, 其中人为错误居第一位,设备故障居第二位,由于恶劣气候造成的事故居第三 位。可见大多数船撞事故不是航道管理部门能通过控制完全避免的,因此对水中桥墩设置防撞设施显得尤为必要。 

3 防撞设施应达到的要求

采用桥梁防撞设施的目的,是通过采用不同形式的防撞设施以阻止船舶撞击力传到桥墩(或桥梁) ,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,防止桥梁因船舶撞击力超过桥墩的设计承受能力而给大桥造成安全隐患,从而最 终保护桥梁结构安全。桥梁防撞设施一般应具备如下条件:

(1)防撞设施能被桥梁、船舶、运输和港航管理三方面接受。(2)防撞设施应少占位置,不得碍航。(3)防撞设施应能适应水位变化的要求,即:枯水、洪水、涨潮、退潮均能适应。(4)防撞设施在各种船舶装载状态及不同水位条件下,能使撞击的船舶结构(船体、水下球首部分等)不直接触及桥梁结构(墩身、桩基础),并将船舶碰撞力控制在安全范围内,以尽量减小通航船舶的损伤。 (5)通过设置结构形式与布置方案合理的防撞设施,使船撞事故发生后,船撞力能迅速有效降低在设计允许范围内。 (7)防撞设施应具有良好的可靠性和安全性,制造、安装、维护方便快捷,经济性好。 (7 )不应因设置防撞装置而增加新的问题,如回流沉积、防碍捕捞养殖等。(8)安设桥梁防撞保护设施,除了保护桥梁之外,还应保护通航船舶的航行安全、保护环境以及与自然景观协调。

 


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