桥梁上部结构防船撞研究

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交通运输部办公厅关于开展防范船舶碰撞桥梁调研的通知

交通运输部办公厅关于开展防范船舶碰撞桥梁调研的通知文章属性•【制定机关】交通运输部•【公布日期】2019.05.23•【文号】交办水函〔2019〕745号•【施行日期】2019.05.23•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】水运正文交通运输部办公厅关于开展防范船舶碰撞桥梁调研的通知交办水函〔2019〕745号各省、自治区、直辖市交通运输厅（局、委）：为防范和化解交通运输行业重大风险，保障跨航道桥梁和船舶航行安全，经部领导同意，现将开展防范船舶碰撞桥梁调研工作有关事项通知如下。

一、调研内容（一）桥区水域航道和通航管理情况。

跨航道桥梁桥区水域通航管理的规定、标准和防范措施；桥区通航安全监管情况；航道规划情况（含规划调整情况），航道现状等级、规划等级、整治计划等；航道及导助航设施维护和管理情况。

（二）桥梁基本情况。

跨越Ⅰ—Ⅶ级内河（含库区、湖区等）航道和沿海航道的各类桥梁建设、运营管理等情况；通航论证及审批情况；桥梁防撞能力及防撞设施现状。

（三）事故情况分析。

近5年来船舶碰撞桥梁的事故情况（附相关图片或视频）及原因分析，重点分析造成桥梁结构损伤、人员伤亡、沉船等重大事故的原因。

（四）工作建议。

就防范船舶碰撞跨航道桥梁安全风险提出工作建议，包括相关法规标准、航道管理和通航安全管理、桥梁防撞标准、设施维护等方面。

（五）相关材料。

进行过船舶碰撞桥梁试验研究的，请提供相关研究报告。

二、工作要求（一）请各省级交通运输主管部门组织对本省（区、市）跨航道的公路桥梁相关情况进行摸底，桥梁信息应与公路养护统计年报相衔接；提供航道管理、水上安全管理情况，跨航道铁路、市政桥梁及其他桥梁情况（长江干线航道除外）。

（二）请长江航务管理局提供长江干线航道管理、安全监管情况，以及跨航道铁路、市政桥梁和其他桥梁情况。

（三）各类桥梁均应填报《跨航道桥梁基本情况统计表》（可在部网站下载）。

（四）请各省级交通运输主管部门和长江航务管理局按照调研内容形成调研报告，于2019年7月15日前将调研报告和跨航道桥梁基本情况统计表等一并报部，电子版同时发送至电子邮箱**************.cn。

桥梁被动防船撞措施研究综述

桥梁被动防船撞措施研究综述摘要：文中针对桥梁被动防船撞装置的研究总结，主要介绍了梁被动防船撞装置的研究概况，对被动防撞设施进行了系统的分类和评述，分析了不同类型防撞装置的性能特点以及适用环境，提出了不同通航等级下，如何选择桥梁防撞装置的一些思路。

关键词：桥梁；船舶；防撞随着经济发展，我国各类大桥越来越多，因船舶撞击诱发的桥梁垮塌事故越来越多，故加强桥梁防撞保护具有重要意义。

近10余年来的统计资料表明，世界上发生的船桥碰撞重大事故已有100多起，造成严重生命财产损失。

碰撞事故不仅降低桥梁的使用寿命、安全性、抗震能力，甚至会造成桥毁人亡的重大惨剧。

本文从被动防撞的角度对桥梁防撞设施进行分类，并介绍了几种国内常用的被动防撞设施，分析其性能特点和适用条件，从而对如何选择合适的桥梁防撞装置提出一些思路和建议。

1桥梁被动防船撞设施由于主动防船撞装置无法完全避免船舶撞击的发生，故被动防撞系统在桥梁防撞领域有着不可替代的作用。

目前在国内使用得较多的防撞装置有护舷方式、防撞套箱和群桩式。

1.1防撞护舷橡胶护舷是世界上使用得比较多的一种护舷防撞方式。

我国各港口采用的护舷大部分为压缩型和橡胶浮筒。

但橡胶护舷存在着高温易老化的缺点，在安装上也存在诸多不便，如果采用预安装，容易造成安装不精准，如果在桥墩完成之后进行打孔安装，则容易损伤桥墩墩体。

随着新型材料的开发，力拓桥科开发出了纤维复合材料（KFR）护舷，通过“自适应”曲面的施工工艺，避免预埋件带来的安装不便以及橡胶容易高温老化的问题。

防撞护舷的优点是结构简单，维修费用低，作为直接抵御船舶撞击的防撞设施，在受到小吨位船舶撞击时防护效果不错。

但对于大吨位船舶的撞击却无法满足吸能要求，橡胶护舷不能抵御这种吨位船舶的撞击。

此外，当水位落差比较大的情况下，桥墩上需要安装的护舷就比较多，费用较高。

1.2消能防撞套箱消能防撞套箱是现在我国使用的最多的一种桥梁防撞装置，主要依靠套箱的刚性和柔性变形来吸收船舶撞击能量，因为套箱具有一定的刚度，从而延长了撞击时间，减小了传递到桥墩上的撞击力。

关于老桥防船撞的问题

１前言
地球的水域和航线是人类千万年来，逐渐形成的，但近百年来，地球人口膨胀，工业发展，使通过原来航道上的船越来越多、越来越大、越来越快。例如水网地区的河流，百年古桥在２０年被船撞０３断塌下，见图ｌ。于是在航船频繁的河段，一些桥梁就增加了防撞设施。图２一座大运河的５０永济是０年
国瞳目豳
ＣｏｎｔｕｉｃｈｎｃｓｒｃｔｏｎＴｅｉｓ
关于老桥防船撞的问题
陈国虞
（上海海洋钢结构研究所，上海２１００２４）
摘要：老桥坍塌，有两个主要原因，一是洪水，二是是被船撞塌。广东九江大桥被船撞塌，是我国
航运规划部门对桥位附近的重要航线，有时有水
盯＝４由于这个桥位通过的大船只只有散货船流路线图。从图上可以测出桥位处的横流速度。这时４０ｔ（７
一
种，所以用载重量乘一个系数代表质量可计算出能要注意，水流路线图在建桥墩后会局部改变（如南例
例。
老桥则前两种都适用的。半经验公式（或线图）国际上曾发表过多种，能将船的质量和速度作为变量
同时代人的公式有５，我国铁路规范和公路规范各个要港口的进出航道进行过实测，载于规范编制说明有一个，由于公路规范公式中的撞击时间不易确定，中，范围为２～２，最大值为上海港进口航道，。０。推荐建议先采用铁路规范公式：

船舶撞击桥梁研究及预防对策

题：D．安装方便，经济、可靠而耐用。
( 二) 防撞方案
1．柔性耗能防撞装置．桥墩防护设施有多种。相对刚性防撞装置，
选择柔性耗能防撞装置，可以降低船撞力。耗掉大部分撞击能而不反馈给
四、结谱
图3柔性耗能防撞设计步骤
本文只是初步探讨船舶撞击桥粱的原理，以风险分析研究碰撞概率，提出以桥墩柔性耗能防撞装置系统为主的安全防撞系统，为在桥梁工程船桥梁碰撞的安全性设计提供决策依据。而船桥碰撞概率，撞击动能，船舶对桥墩或防撞系统的撞击力。或防撞系统的能量吸收等方面有待进一步深入研究。
轴线位置的均方差。文献[ 3] 利用VTs对南京长江大桥的船舶通航空间分布做出了统计和分析，结果表明，船舶通过桥的空间分布与Gaus s 分布基本吻合。可以用 Gauss分布来模拟并计算位于航道上的船撞桥概率。如图l 和图 2。
船体，降低船体的毁损程度又保护了墩，且又不需每次维修。 ( 1) 原理[ 4] ：桥墩的防撞装置要柔软，当船万一撞上桥墩时，防
撞装置稍为后退一点，同时给船头一个侧向力，拨开船头，是船的动能大部分保留在船上；透视防撞装置消耗掉一部分能量。消耗掉的这部分能量是不对船做功的，如果它占的比例大，便减轻了对船的破坏．物理意义：初撞时反力小、位移大、耗能大、反力做功小。
施且部分桥梁设计防撞能力低，结构内部损伤不断累积，以致结构功能的
不断退化。其次，桥梁下部水流水流过流断面面积缩小，水流流速变急，不

船舶撞击桥梁事故的原因和防范措施

船舶撞击桥梁事故的原因和防范措施桥梁是建在河流或海洋中的建筑物，用来让人们和交通工具连接两个岸边。

然而，有时候船舶会不小心撞上桥梁，造成严重的损坏。

本文旨在探讨船舶撞击桥梁事故的原因、影响和防范措施，以便更好地了解这种事故的特征，并采取有效的预防措施。

1 引言船舶撞击桥梁是指船舶在航行过程中撞上了桥梁。

这种事故通常是由于船长或船员的疏忽导致的，例如未注意警示标志或未遵守海上交通规则。

此外，天气条件也可能会对船舶的航行产生影响，使得船只无法正常地操纵。

通常会导致桥梁的结构受损，并且可能造成人员伤亡或财产损失。

在这种情况下，船舶所有人通常会负责赔偿损失。

为了避免这种情况的发生，船长和船员必须认真遵守海上交通规则，并且在航行时保持警惕。

此外，桥梁建造者也应该采取适当的防护措施，以防止船舶撞击桥梁。

2 船舶撞击桥梁事故的原因船舶撞击桥梁事故的原因有很多。

其中最常见的原因是船长或船员的疏忽。

例如，船长可能没有注意到警示标志，或者没有遵守海上交通规则。

这些规则旨在保障船舶的安全，并确保航行的顺畅。

如果船长或船员忽略了这些规则，就可能会发生船舶撞击桥梁的事故。

此外，天气条件也可能会对船舶的航行产生影响。

例如，风力过大或海浪过高可能会使船只难以操纵。

在这种情况下，船舶可能会偏离航线，最终撞上桥梁。

另外，桥梁本身的缺陷或设计问题也可能导致船舶撞击桥梁的事故。

例如，桥梁的支撑结构不稳定，或者桥梁的高度不够，就可能导致船舶撞击桥梁的事故。

总的来说，船舶撞击桥梁事故可能由多种原因造成，包括船长或船员的疏忽、天气条件的影响和桥梁本身的缺陷或设计问题。

3 船舶撞击桥梁事故的影响船舶撞击桥梁事故的影响是非常严重的。

首先，桥梁的结构可能会受到严重的损伤。

如果桥梁的支撑结构受损，就可能导致桥梁不稳定，甚至坍塌。

这时候，就有可能造成人员伤亡或财产损失。

其次，船舶撞击桥梁事故也可能导致交通中断。

如果桥梁受到严重损伤，就可能导致道路中断，使得交通无法畅通。

大型桥梁防船撞方法及应用研究

远釜山”号货轮撞上美国旧金山大桥，大桥虽未被撞坏，但船体受损，２２万升的重油泄漏进旧金山湾区，成为近２年来该地最严重的漏油事件．０再如平潭海峡大桥在大约２年的施工期间内，发生了７次
船舶撞击事故，等等．因此，为最大限度避免撞击，
级以上船舶达２００多艘，在大风浪气象期间，大量中小型船舶无法穿越台湾海峡大风浪区，均需通过海潭海峡航行，海峡航行密度就更大．但在平潭海峡大桥桥区附近的航道较为复杂，如果驾驶员不慎而操作失误、或船舶发生故障时，都有可能发生船舶撞击平潭海峡大桥引桥的事故．因此，为大桥装设桥梁防船撞设施是十分必要的．福建平潭海峡大桥的防船撞系统主要包括
生恒定拖阻力的设计方法．并将提出的桥梁防船撞远红外热成像预警技术和自适应拦截技术应
用于正在构建的平潭海峡大桥抗船舶撞击防护体系．关键词：桥梁防船撞；警技术；拦截技术预
中图分类号：９Ｕ６７文献标识码：Ａ文章编号：０１５３２１）０ —１６０１０ — １２（０１４００．６
收稿日期：２１８ｌ．０卜Ｏ～２宁波大学学报（工版）网址：ｔ：３ｂｂ．ｕｃ理ｈｔ／ｘ．ｕｅ．ｐ／ｎｄｎ基金项目：国家自然科学基金（０７１１福建省交通厅科研项目（０１８１８２０）；２１１）；浙江省科技厅科研项目（０９３０）２０Ｃ１０８作者简介：翁卫军（９４一），男，福建建阳人，１６高级工程师，主要研究方向：梁工程． — ｉ４２０７＠ｑ．ｍ桥Ｅｍａｌ１０１０ｑｏ：ｔ

桥墩防船撞设施研究

方法、化分析方法、化数值方法以及非线性有限元简简
对桩基强度影响
对船舶保护工程难度撞后修复维护综合评价
良好大型橡胶制作困难容易易造价高
良好容易容易维护量大维护成本高
收稿日期：０１０－８２１－６０
作者简介：侯
勇（９４）男，１６．，教授级高级工程师。
第５期
侯
勇，：等桥墩防船撞设施研究
２１年１０１０月
撞结构的变形、压溃和撕裂，动船头方向，拨让碰撞船
舶带走更多能量，减少桥梁吸收的能量，降低船撞力。
初期投资大、维护费用中等
初期投入大、维护费用低
从表３可看出，过采用特种防腐涂装方案可以通
很好地解决钢套箱防撞方案维护成本较大的问题，并可使年维护成本大幅下降，尤其是方案三年维护成本
只需４万元。
防撞方式造价概算（）套防撞效果
加大承台＋大型橡胶件浮式套箱消能固定式套箱消能大于８０万元５好
不利
约４５万元０部分水位欠佳
小
约４９万元２好
小
５防撞设施计算方法
目前，已经有大量的、各种层次的分析方法用于碰撞内部机理的研究，大致可归纳为４种类型：简化公式
ｏｈｐａｄｒｂｅｕｆｒｌｙｒｅｗｅｎｔｅｓｅｔｎｉｒｈｔｈｓｔｅｍｅｉｓｏｎｒｙａｓｒｔｏｎｅｓｓａｅｆａｓｉｎｕｂｒｂｆｅａｅｓｂｔｅｈｈａｈａｄｐｅｓｔａａｈｒｔｆｅｅｇｂｏｐｉｎａｄｌｓｐｃ

公路桥梁防船撞工程技术指南

公路桥梁防船撞工程技术指南公路桥梁是交通运输的重要组成部分，也是城市建设的重要标志之一、然而，由于水运交通的快速发展，桥梁防船撞工程技术成为了一项必不可少的工作。

本文将介绍公路桥梁防船撞工程技术的指南，包括设计原则、常见技术措施以及施工要点。

设计原则：1.考虑桥梁使用环境和流量情况，选择合适的桥梁防撞技术措施。

不同地区的水流情况和船舶通航状况不同，需要根据实际情况进行选择。

2.考虑桥梁结构的强度和稳定性，确保桥梁能够承受船舶的冲击力。

桥梁结构应按照相应的设计标准进行计算和设计。

3.考虑桥梁的造价和施工难度，选择适合的技术方案。

在考虑技术可行性的同时，也要考虑到经济效益和施工条件。

常见技术措施：1.建立导航标志系统。

通过设置导航标志来引导船只安全、顺畅地通过桥梁。

导航标志系统应包括标志灯、标志牌和标志柱等设施。

2.安装船舶碰撞阻抗装置。

在桥墩和桥墩之间、桥墩和桥面之间等位置，设置阻止船舶撞击的装置，如护舷梁、护栏和防撞墩等。

3.采用柔性结构材料。

在桥梁的撞击部位使用柔性材料，如橡胶护舷、塑料护栏等。

这些柔性材料可以减少船舶冲击力对桥梁的影响，并保护桥梁结构的完整性。

4.设置船闸和拦挡设施。

在桥梁附近的水域设置船闸和拦挡设施，限制船只的通行速度，确保桥梁的安全。

施工要点：1.在设计阶段，要充分考虑桩基的承载能力和抗撞能力。

确保桩基能够有效地承受船舶的撞击力。

2.在施工过程中，要合理安排施工顺序和施工方法。

根据桥梁的特点和施工条件，选择合适的施工方法，确保施工质量和安全。

3.在施工现场进行必要的安全警示，确保施工人员和周围环境的安全。

在施工过程中，要严格按照相关安全规定进行操作，并做好施工现场的防护措施。

4.在施工完成后，要进行必要的验收和检测工作。

确保桥梁的防船撞技术措施符合设计要求，并能够有效地保护桥梁的安全。

总之，公路桥梁防船撞工程技术是保障桥梁安全运行的重要措施之一、只有合理设计、有效施工和科学管理，才能保证桥梁的安全性和可靠性。

大桥独立墩柱防船撞方法计算分析

大桥独立墩柱防船撞方法计算分析何益勇【摘要】提出了一种采用独立墩柱作为大桥防船撞设施的设计方法．基于弹性地基梁法及“m法”假定，以平潭海峡大桥47号桥墩设防为例，在给定船舶撞击力的两种工况下，采用Midas Civil2006软件对独立防撞墩结构的抗撞能力进行了有限元模拟分析．计算分析结果表明：在给定工况下，钢管桩的最大压应力和最大拉应力均小于结构材料的屈服极限，独立防撞墩的强度均满足抗撞要求，即独立防撞墩可以选作为大型桥梁主桥桥墩和引桥桥墩防船撞设施．%This paper presents a design method using independent pier as the ship collision protection facilities. Taking NO.47 pier of Pingtan Strait Bridge as the case-study, and based on the method of elastically-based beam and the ＂m＂hypothesis, we use the Midas-civil-2006 to study responses of the crashworthy device under the preset condition. The simulation results show that under the given condition, both the maximum compressive stress and maximum tensile stress of the steel pipe pier are less than the yield limit of the steel. The strength of protection piers satisfies the related technical requirements, and the scheme of crashworthy piers can be applied to protect a bridge against vessel collision.【期刊名称】《宁波大学学报（理工版）》【年(卷),期】2012(025)003【总页数】4页(P101-104)【关键词】桥梁防护;船撞;数值分析;防撞设施【作者】何益勇【作者单位】福州市交通建设集团有限公司,福建福州350009【正文语种】中文【中图分类】U697随着交通建设的快速发展,跨江、跨海大型桥梁大量兴建,同时,随着船舶吨位、航速和船只密度的增加,船舶碰撞桥梁的机率越来越大,所造成的灾难性后果越来越严重. 一旦船桥相撞,严重时不但将造成船毁人亡、桥梁倒塌等重大事故,经济损失巨大; 还可能由于船体破损泄漏进一步引起灾难性环境污染,所以防止发生船撞桥灾难性事故的研究具有重要的应用价值[1-5].20世纪80年代初,国际上开始了对船撞桥以及相关防护方法和技术的研究,至 90年代,国际上根据船桥碰撞的动能或动量原理,提出了桥梁设计的新标准[6-7],为桥梁的抗船撞设计提供了指导. 21世纪以来,人们开始更关注采用动态有限元方法针对具体的桥梁防船撞问题进行数值模拟分析[8-11]. 数值模拟研究表明,船舶的尺寸、吨位、航速、形状、材料等物理性能以及桥墩的形貌和材料力学性能等都将对船撞力有明显的影响[8-9,12].经过三十余年的研究,研究者和设计师们发展了多种桥梁防船撞方法[4],以适应于不同桥型、水文地质条件桥梁防船撞的需求. 在桥墩前设置独立防撞墩可以有效保护大桥墩柱遭受船舶撞击,该防护方法由于不会影响航道上船只的通行,既适用于主桥桥墩的防护,也适用于长桥的水中引桥桥墩的防船撞设计. 笔者以平潭海峡大桥水中引桥桥墩的防船撞分析为例,采用数值计算的方法研究独立防撞墩的设计方法及其在船舶撞击下的受力和变形.独立固定防撞墩方案采用钢管桩基础加承台形式. 防撞墩承台主要作用是承受船只的直接撞击,通过自身破坏耗能,并减小传到桩基础的荷载.根据桥梁防船撞评估分析,在有必要设防的桥墩前方设置独立防撞墩,防撞墩中心距大桥中心线约100m. 独立墩防撞系统的布置如图1所示.防撞墩和承台为一体式,外形设计为圆柱形,既减小对水流的干扰,利于通航,又能使船舶撞击易于转向,减小船撞力,有效保护防撞墩及船舶.以平潭海峡大桥引桥防船撞设计设计为例,考虑引桥桥墩的设防标准为5000t、航速为6节的海轮和水文条件,独立防撞墩的承台直径取11m; 承台底面标高取为-2.0m; 防撞墩顶部标高应大于最高潮位,取6.5m. 防撞墩上部为空心结构,内部填充砂石料,在受到撞击时耗能. 内部设计十字形支撑,以加强墩壁抵抗撞击. 独立防撞墩的结构如图2所示. 防撞墩顶面为圆台形,设置 2.5%坡度便于排水. 中部设置警示灯. 在防撞墩上部空心结构外围迎船方向,250°范围内设置3层DA-300H橡胶护舷,使船只撞击墩壁时有所缓冲. 基础采用7根直径为1.5m的钢管桩,其壁厚为20mm,由于钢管桩上部15m以内受力较大,则采用Q345钢材,钢管桩下部采用Q235钢材. 钢管桩的倾斜角度均为20°,但各桩倾斜方向不同. 桩尖高程与对应桥墩基础一致,直至基岩顶面. 钢管填芯混凝土 C35,最上段设置钢筋笼,其长度均为30m.下面以 47#桥墩防撞墩为例开展计算分析. 承台封底底面高程-2.0m,河床高程-15m,桩尖高程-70m. 相应地质情况按照 47#桥墩进行考虑(表1). 采用Midas Civil 2006软件进行计算. 群桩计算采用杆系模型. 桩采用梁单元,桩周围的土用等效弹性支撑模拟,计算模型如图3所示. 计算采用弹性地基梁法,地基系数采用“m 法”假设. 认为桩在承台处固结,不计嵌入承台的部分,计入承台和墩身重量. 船撞荷载按照《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60- 2004)第4.4.2条给出的撞击力计算,即5000吨级海轮,对桥墩施加的横桥向撞击力为25400kN,假定该撞击力作用于高程 6.00m的承台位置. 并验算 40000kN静力荷载作用于承台下部±0.00m位置的工况.下面对两种工况进行计算分析. 计算工况一为规范荷载,即 5 000吨级海轮产生的静力荷载25400kN作用于高程6.00m位置. 计算工况二为40000kN静力荷载作用于承台下部±0.00m位置.工况一的计算结果如图 4～图 7所示,工况二的计算结果如图8～图11所示,并包括每根桩的轴力、剪力、弯矩以及截面最大应力分布.从图4～图7中可以看出,在工况一中:管壁最大压应力为277MPa,出现在中间桩与承台的交接部; 最大拉应力为 210MPa,出现在受拉侧桩与承台的交接部.从图8～图11中可以看出,在工况二中:最大压应力为 263.8MPa,出现在中间桩与承台的交接部; 最大拉应力为 226MPa,出现在受拉侧桩与承台的交接部.通过上述有限元计算分析可以得到以下结论:在两种工况下钢管桩的最大压应力和最大拉应力均小于Q345钢的屈服极限,所采用的独立固定防撞墩的强度均满足承载力要求,即所设计的独立固定防撞墩方案可以满足给定工况的防撞要求,可以用作一个平潭海峡大桥引桥的防船撞方案.由于独立防撞墩不影响航道上船舶的航行,并且结构简单,容易保养,可以选作为水文条件复杂的大型桥梁主桥桥墩和引桥桥墩防船撞设施.但在该设施的设计中,不仅需考虑独立防撞墩的强度满足桥梁的防船撞等级要求,而且要考虑独立防撞墩的柔性设计,即防撞墩承台应当具有较强的柔性,以降低船舶受到的撞击力,尽量减轻在船桥相撞事故中船舶受到的损伤.【相关文献】[1] Larry D,Olson P E. Dynamic bridge substructure evaluation and monitoring[R].Report No. FHWA-RD-03-089,U.S. Federal Highway Administration,2005.[2] IABSE. Ship collision with bridges and offshore structures,preliminary report[R].IABSE Colloquium,Denmark:Copenhagen,1983.[3] Jones N. Structural aspects of ship collisions[M]//Jones N,Wierzbicki T. StructuralCrashworthiness. London and Boston:Butterworths Publishers,1983:308-337.[4] 陈国虞,王礼立. 船撞桥及其防御[M].北京:铁道工业出版社,2006.[5] 翁卫军. 大型桥梁防船撞方法及应用研究[J].宁波大学学报:理工版,2011,24(4):106-111.[6] AASHTO. Guide specifications and commentary for vessel collision design of highway bridges[M].Washington D C:American Association of State Highway and Transportation Official,1991.[7] Larsen O D. Ship collision with bridges[M].Switchland,Zurich:IABSE-AIPC-IVBH,1993.[8] Pedersen P T,Valsgård S,Olsen D,et al. Ship impacts:Bo w collisions[J].International Journal of Impact Engineering,1993,13:163-187.[9] Consolazio G R,Cowan D R. Nonlinear analysis of barge crush behavior and its relationship to impact resistant bridge design[J].Computers & Structures,2003,81:547-557.[10] 王礼立,张忠伟,黄德进,等.船撞桥的钢丝绳圈柔性防撞装置的冲击动力学分析[M]//洪友士. 应用力学进展——祝贺郑哲敏先生八十华诞,北京:科学出版社,2004:172-180.[11] Wang Lili,Yang Liming,Huang Dejin,et al. An impact dynamics analysis on a new crashworthy device against ship-bridge collision[J].International Journal of Impact Engineering,2008,35:895-904.[12] 杨峰,杨黎明. 六边形结构桥墩柔性防撞装置等效弹性系数研究[J].宁波大学学报:理工版,2011,24(2):89-93.[13] JTG D60-2004. 公路桥涵设计通用规范[S].。

浙江温州永宁大桥防船撞方案研究与数值模拟

1引言船舶撞击力是桥墩结构设计中的一项重要参数[1],亟须对大量已建和拟建的桥墩进行水平抗船撞能力评估,对于较弱的抗船撞桥墩应该根据计算结果设计安全的防船撞系统。

目前,国内外对桥墩的抗船撞能力研究主要采用一些经验公式计算[2]或基于有限元数值模拟分析[3-4]。

本文针对永宁大桥主通航孔两侧的Z05、Z06号桥墩进行了抗船撞能力评估,应用ANSYS/LS-DYNA 有限元建模分析在低水位时桥墩受到3000t 级集装箱船在最高通航水位+0.6m 下分别满载正撞、侧撞,产生的最大横桥及顺桥撞击力。

通过计算结果评估桥墩的抗船撞能力,并设计了防撞方案,采用复合材料护舷防撞装置,以满足主要桥墩的安全设防要求。

2工程概况浙江温州永宁大桥项目北起飞云江北岸瑞光大道,南至飞云江南岸纬五路附近,长约3.127km ,其中,跨江范围长约1.1km 。

大桥采用双层桥结构形式,上层桥为温瑞大道快速路,下层桥为市域铁路S3线,地面道路为一级公路。

水域钢桥从北至南桥跨布置依次为:90m 简支钢桁梁+90m 简支钢桁梁+(140+200+260+140)m 刚性悬索桥+90m 简支钢桁梁+95m 简支钢桁梁。

浙江温州永宁大桥桥式布置如图1所示。

本桥为刚性悬索桥,主桥桥塔位置处桥墩采用门形桥塔,桥塔塔柱和横梁均为钢结构,桥面以上塔高为50.7m 。

Z05、【作者简介】郑蔚（1989~），男，浙江温州人，工程师，从事公路工程管理与研究。

浙江温州永宁大桥防船撞方案研究与数值模拟Research and Numerical Simulation on Ship Collision Prevention Scheme ofYongning Bridge in Wenzhou,Zhejiang Province郑蔚1，诸志强2，肖潜3（1.瑞安市交通投资有限公司，浙江温州325200；2.中铁大桥勘测设计院集团有限公司，武汉430034；3.南京工业大学土木工程学院，南京211816）ZHENG Wei 1,ZHU Zhi-qiang 2,XIAO Qian 3(1.Rui ’an Transportation Investment Co.Ltd.,Wenzhou 325200,China;2.China Railway Major Bridge Reconnaissance &Design Institute Co.Ltd.,Wuhan 430034,China;3.College of Civil Engineering,Nanjing Tech University,Nanjing 211816,China)【摘要】为保护温州永宁大桥通航安全，根据大桥所处水域特点及桥墩抗船撞能力，设计并安装了防撞装置。

公路桥梁防船撞工程技术指南

公路桥梁防船撞工程技术指南公路桥梁是连接各地交通的重要通道，而由于河流航道的存在，常常会受到撞船的威胁。

为了保护公路桥梁的安全，防止由于船只碰撞而导致的损坏和事故，需要进行相应的防船撞工程设计和施工。

本文将介绍公路桥梁防船撞工程的技术指南。

一、设计原则1.结构强度：在设计防船撞工程时，首要考虑的是桥梁结构的强度，确保其能够承受船只的碰撞力量。

一般采用加固桥墩或设置护舷等方式来增强结构的抗撞击能力。

2.船只导向：设计时需考虑船只的导向问题，即如何引导船只远离桥梁结构，减少碰撞的可能性。

可以设置导航标志、导向柱等设施来引导船只通航。

3.美观性：防船撞工程设计时应考虑美观性，不仅要保证结构的稳定性和强度，还要考虑其对周边环境的影响，尽量减少对景观的破坏。

4.经济性：设计时需要兼顾经济性，选择适合的防护方案和材料，使得防船撞工程的施工和维护成本合理。

二、常用防船撞工程设施1.护舷：护舷是最常用的防船撞设施之一，通常设置在桥梁墩柱和桥台周围，能够有效减轻船只碰撞时对桥梁结构的冲击力量。

2.导向柱：导向柱通常设置在桥梁入口处，通过设置多个导向柱来引导船只通航，减少碰撞的可能性。

3.导航标志：导航标志是用来指引船只航行方向和安全通航的设施，通常通过设置标识牌或灯光等方式来提醒船只注意避让桥梁。

4.防撞桥墩：有些桥梁需要在桥墩上加装防撞设施，如缓冲垫、护板等，能够有效减轻船只碰撞带来的损害。

5.防撞索链：在桥梁下部设置防撞索链，可以有效减少船只撞击桥墩时的冲击力量，保护桥梁结构不受损坏。

6.其他设施：根据实际情况还可以采用其他防船撞设施，如缆绳、浮力气囊等，以确保桥梁结构的安全性。

三、施工注意事项1.选择合适的防船撞设计方案，根据桥梁的地理位置、交通流量和船只通航情况等因素进行综合考虑。

2.施工前需充分调查桥梁周边环境和航道情况，确保施工方案的可行性。

3.严格按照设计方案和施工标准进行施工，确保防船撞设施的质量和稳固性。

如何预防船舶撞击桥梁事故

如何预防船舶撞击桥梁事故概述船舶与桥梁的撞击事故不仅可能对船舶和桥梁造成重大损失，还可能导致人员伤亡和环境破坏。

为了防止这种事故的发生，采取一系列预防措施是非常重要的。

本文将介绍一些有效的预防船舶撞击桥梁事故的方法。

事故原因分析了解船舶撞击桥梁事故的原因是防范这类事故的第一步。

主要的原因包括：1.船舶操纵失误：船舶操作员操作失误、判断错误或疏忽大意，导致与桥梁相撞；2.天气条件恶劣：强风、大雾等恶劣天气降低了船舶操纵的可见度和机动性，增加了事故发生的风险；3.航道管理不当：航道标志不清晰、导航信号失灵等因素都可能导致船舶偏离航道并与桥梁相撞；4.船舶设计缺陷：船舶设计缺陷如操纵系统故障、不当配重等导致船舶无法有效避免与桥梁相撞。

预防措施为了降低船舶撞击桥梁事故的风险，以下预防措施应该得到广泛应用：1. 强化船舶操纵员培训提高船舶操纵员的技能和专业知识可以大大减少船舶撞击桥梁事故的发生率。

船舶操纵员培训应该覆盖航行技巧、船舶操纵系统操作、紧急情况处理和与其他船舶协调等内容。

2. 增强人员意识船舶操纵员和其他船员需要时刻保持对船舶安全的意识。

他们应该针对桥梁撞击事故的风险进行培训，了解可能导致事故的因素，并且要实施相应的预防措施和紧急情况处理措施。

3. 加强航道管理维护良好的航道管理对于预防船舶撞击桥梁事故至关重要。

航道标志应该清晰明了，导航通道和桥梁之间设立有效的警示标志和信号系统。

航道管理机构应定期检查航道状态，确保船舶能够安全通过。

4. 提高桥梁结构的耐撞性能对于容易发生船舶撞击的桥梁，应该采取一些措施提高其耐撞性能。

例如，可以在桥梁支撑柱和桥墩上设置防撞装置，加强桥墩的抗冲击能力。

5.引入智能导航系统智能导航系统可以通过全球定位系统（GPS）和雷达等技术，提供准确的船舶位置和航道信息。

这些系统可以帮助船舶操纵员更好地了解船舶周围的环境，预测潜在的危险，并及时采取必要的措施避免撞击事故的发生。

通航桥梁船撞事故原因分析及防治对策

。
探讨减少通航桥梁船撞事故的防治对策
为科研决策提供参考
桥梁船撞原因对策
1
船伯撞击桥梁事故概述
1 年 0 3 2
5
月 1 2 日 042 0 时左右
,
一艘海轮碰擦南京长江大桥六孔与七孔之间的桥墩后
,
,
在大桥下游
,
3 5
“
.
公里处的北岸岸边浅滩处 ( 八卦洲洲头 ) 附近水域沉没川 8 号
、
助航标志的完整有效性
、
水流速度及其方向等因素也对船撞桥事故的发生
15m 0
有着重要的影响
。
统计结果表明
.
:
约四分之三的船撞桥事故发生在桥区通航宽度不大于
0
的桥梁上

。
重庆
白沙沱大桥通航宽度 7 4
5 米桥通航宽度 1 0 流速
。
,
该桥在
19 9 3
年施工期
。
助航标志对桥区船舶航行安全也十分重要
,
因为桥区助航标志不完善或者航标工
。
、
能见度不良
,
受到灯光等其他干扰因素等
都易导致船撞桥事故的发生
,
船舶技术状况
由于船舶技术状况导致船撞桥事故的主要是机械故障
,
操
。
纵性相对较差
过桥更困难

桥梁防船舶撞设计内容

桥梁防船舶撞设计内容
桥梁防船舶撞设计是指在桥梁建设中考虑到可能发生的船舶撞
击情况，采取相应的设计和防护措施，以减少或避免因船舶撞击而
对桥梁结构和船舶造成的损坏。

这涉及到多个方面的内容，包括但
不限于以下几点：
1. 结构设计，在桥梁设计中，需要考虑桥墩和桥墩基础的抗撞
能力。

这包括选择合适的桥墩形式和材料，以及在桥墩底部设置防
撞墩或者护舷等结构，以增强桥梁结构的抗撞能力。

2. 船舶交通分析，在桥梁建设前，需要对桥梁所在水域的船舶
交通情况进行分析，包括船舶的尺寸、航线、航速等信息，以评估
可能的撞击风险，为防撞设计提供依据。

3. 防护设施，在桥梁设计中，需要考虑设置防撞设施，如护舷、防撞墩、缓冲材料等，以减轻船舶撞击对桥梁结构的影响。

4. 规范要求，针对不同类型的桥梁，相关的设计规范和标准都
会有相应的要求，需要严格按照规范要求进行设计，以确保桥梁的
安全性和可靠性。

5. 现场监测，在桥梁建成后，需要对桥梁周边水域的船舶交通情况进行监测，并定期检查和维护防撞设施，以确保其正常运行和有效性。

总的来说，桥梁防船舶撞设计内容涉及到结构设计、船舶交通分析、防护设施设置、规范要求和现场监测等多个方面，需要综合考虑各种因素，以确保桥梁在船舶撞击情况下的安全性和稳定性。

桥梁防撞结构及其发展现状研究综述

桥梁防撞结构及其发展现状研究综述发布时间：2022-03-31T07:24:03.144Z 来源：《科学与技术》2021年25期作者：李付豪[导读] 随着三峡库区蓄水量升高，以往设计的各类桥梁吃水深度增加，通航大型船舶吨位也在增加，这就导致了船撞桥墩，船毁桥塌的风险。

桥梁防撞研究逐渐兴起。

李付豪(重庆交通大学河海学院，重庆 400074）摘要：现阶段，我国桥梁建设得到了高速发展，各类桥梁横跨在我国的大地上，特别是在江、河、湖海的主要航道上，桥梁数目尤为众多。

但随着我国经济的快速发展，在拥有桥梁的水域大都水运行业都非常发达，像长江内河经济带就是一个明显的例子。

随着三峡库区蓄水量升高，以往设计的各类桥梁吃水深度增加，通航大型船舶吨位也在增加，这就导致了船撞桥墩，船毁桥塌的风险。

桥梁防撞研究逐渐兴起。

关键词：桥梁防撞；防撞装置；1 引言随着我国交通行业的蓬勃发展，包括江河、港区、海峡的桥梁的数量和规模都在不断增加，尤其是在库区蓄水或者是涨水期水位上升后，桥梁受船舶撞击的几率增加，损坏的几率也增加。

并且船舶的规模（尺寸和吨位）逐渐大型化，由船舶撞击桥梁所导致的严重后果是无法估计[1]。

桥梁如果不设防撞保护系统时，船舶如果操作失误，会直接与墩身接触。

由于两者的刚度较大，变形量较小，不能起到缓冲动能的作用，产生去打冲击力，造成船毁桥塌事故。

所以，桥梁的抗冲击力一般只能有防撞装置提供。

鉴于船舶撞垮桥梁的事件日益增多，迫使各个国家加快了桥梁防撞的研究进度，力争在不影响河道运输，桥梁安全的前提下，找到桥梁防撞的最优方案。

2目前桥梁防撞研究现状2.1桥梁防撞的研究理念在面对船舶撞击桥梁的问题时，防撞理念可简单分为主动防撞和被动防撞。

我国学者在研究过程中逐步发展积累了一些经济、安全、适用的防撞理念，主要有以下几点[2][3][4]：（1）设计阶段过程中进行桥隧对比，环境适合哪种就用哪种。

合理的桥隧选择，不仅节约成本，而且安全可靠。

大桥防船舶碰撞工程施工方案

一、工程背景随着我国经济的快速发展，船舶运输业日益繁荣，船舶碰撞桥梁的事故频发，给桥梁安全及船舶航行安全带来了严重威胁。

为提高桥梁防船舶碰撞能力，保障桥梁和船舶的安全，特制定本工程施工方案。

二、工程目标1. 提高桥梁防船舶碰撞能力，降低船舶碰撞桥梁事故的发生概率；2. 保障桥梁和船舶的安全，减少事故损失；3. 优化桥梁结构，提高桥梁使用寿命。

三、工程内容1. 防撞设施安装：包括防撞墙、防撞柱、防撞梁等；2. 船舶碰撞预警系统安装：包括超高检测单元、水位监测单元、偏航检测单元、视频监控单元、声光报警单元、监控中心云平台等；3. 施工区域交通组织及安全管理。

四、施工准备1. 施工图纸及资料：熟悉施工图纸，了解桥梁结构及施工要求；2. 施工人员：组织专业施工队伍，明确各岗位人员职责；3. 施工设备：准备防撞设施、船舶碰撞预警系统安装设备、交通设施等；4. 施工材料：采购符合要求的防撞设施、船舶碰撞预警系统设备、施工材料等；5. 施工现场：做好施工现场的布置，确保施工安全。

五、施工工艺1. 防撞设施安装：（1）根据设计要求，对桥梁结构进行测量，确定安装位置；（2）在安装位置进行钻孔、打眼等前期工作；（3）将防撞设施与桥梁结构进行连接；（4）对防撞设施进行加固，确保其稳定性。

2. 船舶碰撞预警系统安装：（1）根据设计要求，对桥梁结构进行测量，确定安装位置；（2）安装超高检测单元、水位监测单元、偏航检测单元、视频监控单元、声光报警单元等；（3）将各单元与监控中心云平台进行连接；（4）对系统进行调试，确保其正常运行。

六、施工进度安排1. 施工前期：1个月；2. 防撞设施安装：1个月；3. 船舶碰撞预警系统安装：1个月；4. 系统调试及验收：1个月。

七、施工安全管理1. 施工现场布置：合理布置施工现场，确保施工安全；2. 施工人员安全培训：对施工人员进行安全培训，提高安全意识；3. 施工设备安全检查：定期对施工设备进行检查，确保其安全可靠；4. 施工现场安全监管：加强施工现场安全监管，防止安全事故发生。

武汉鹦鹉洲长江大桥中塔墩防船撞装置研究

文章编号:１００３－４７２２(２０２０)０１－００２０－０６武汉鹦鹉洲长江大桥中塔墩防船撞装置研究方㊀海ꎬ王㊀健ꎬ祝㊀露ꎬ刘伟庆(南京工业大学土木工程学院ꎬ江苏南京２１１８１６)摘㊀要:武汉鹦鹉洲长江大桥主桥为(２００＋２ˑ８５０＋２００)ｍ三塔四跨钢－混结合梁悬索桥ꎬ中塔墩提出采用自浮式筒形复合材料防撞装置ꎬ以减小桥墩的船撞风险ꎮ为研究该防撞装置的破坏模式及防撞效果ꎬ制作了４个缩尺比为１ʒ８的防撞装置试件进行准静态侧压试验ꎬ并采用ＡＮ￣ＳＹＳ/ＬＳ－ＤＹＮＡ有限元软件对船桥的碰撞过程进行数值模拟ꎮ结果表明:在准静态侧压下ꎬ防撞装置的内面层层间剥离㊁外面层与泡沫剥离ꎬ内㊁外面层纤维均断裂ꎻ纵向格构层间剥离并屈曲破坏ꎬ降低格构间距可提高结构的弹性极限承载力和初始刚度ꎻ防撞装置可以降低船舶撞击力ꎬ延长撞击时间ꎻ船艏结构撞击后变形明显减少ꎬ应力降低ꎮ该防撞装置具有良好的防撞保护效果ꎬ能有效地降低船桥碰撞过程中桥梁和船舶的损伤ꎮ关键词:悬索桥ꎻ筒形复合材料防撞装置ꎻ船舶撞击ꎻ准静态侧压试验ꎻ有限元法中图分类号:Ｕ４４８.２５ꎻＵ４４３.２６文献标志码:ＡＳｔｕｄｙｏｆＣｏｌｌｉｓｉｏｎＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＤｅｖｉｃｅｓｆｏｒＣｅｎｔｒａｌＰｙｌｏｎＰｉｅｒｏｆＹｉｎｇｗｕｚｈｏｕＣｈａｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒＢｒｉｄｇｅｉｎＷｕｈａｎＦＡＮＧＨａｉꎬＷＡＮＧＪｉａｎꎬＺＨＵＬｕꎬＬＩＵＷｅｉ￣ｑｉｎｇ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＮａｎｊｉｎｇＴｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｊｉｎｇ２１１８１６ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｈｅｍａｉｎｂｒｉｄｇｅｏｆＹｉｎｇｗｕｚｈｏｕＣｈａｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒＢｒｉｄｇｅｉｓａｔｈｒｅｅ￣ｐｙｌｏｎｓｔｅｅｌ￣ｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｇｉｒｄｅｒｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｂｒｉｄｇｅｗｉｔｈｓｐａｎｓｏｆ２００ꎬ２ˑ８５０ａｎｄ２００ｍ.ａｓｅｌｆ￣ｆｌｏａｔｉｎｇｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌａｎｔｉ￣ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｄｅｖｉｃｅｍａｄｅｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄꎬｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｒｉｓｋｏｆｐｉｅｒ￣ｖｅｓｓｅｌｃｏｌｌｉｓｉｏｎ.Ｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅａｎｄａｎｔｉ￣ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅａｎｔｉ￣ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｄｅｖｉｃｅꎬｆｏｕｒｓｐｅｃｉｍｅｎｓｏｆ１ʒ８ｓｃａｌｅｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄꎬａｎｄｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅＡＮＳＹＳｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｖｅｓｓｅｌ￣ｂｒｉｄｇｅｃｏｌｌｉｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｕｎｄｅｒｔｈｅｑｕａｓｉ￣ｓｔａｔｉｃｌａｔｅｒａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎꎬｔｈｅｉｎｎｅｒｗａｌｌｓｏｆｔｈｅａｎｔｉ￣ｃｏｌｌｉ￣ｓｉｏｎｄｅｖｉｃｅｄｅｌａｍｉｎａｔｅｄꎬｔｈｅｅｘｔｅｒｎａｌｗａｌｌｓｄｅｔａｃｈｅｄｆｒｏｍｔｈｅｆｏａｍꎬａｎｄｆｉｂｅｒｓｉｎｔｈｅｉｎｎｅｒａｎｄｏｕｔｅｒｗａｌｌｓｗｅｒｅｂｒｏｋｅｎ.Ｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｌａｔｔｉｃｅｗｅｂｓｄｅｌａｍｉｎａｔｅｄａｎｄｓｕｆｆｅｒｅｄｆｒｏｍｂｕｃｋｌｉｎｇｄａｍａｇｅꎬｗｈｅｒｅａｓｒｅ￣ｄｕｃｉｎｇｔｈｅｓｐａｃｉｎｇｏｆｌａｔｔｉｃｅｗｅｂｓｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｕｌｔｉｍａｔｅｌｏａｄｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｉｎｉｔｉａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ.Ｔｈｅａｎｔｉ￣ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｄｅｖｉｃｅｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｖｅｓｓｅｌｃｏｌｌｉｓｉｏｎｆｏｒｃｅａｎｄｐｒｏｌｏｎｇｔｈｅｔｉｍｅｏｆｃｏｌ￣ｌｉｓｉｏｎ.Ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｖｅｓｓｅｌｂｏｗａｆｔｅｒｃｏｌｌｉｓｉｏｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄａｎｄｓｔｒｅｓｓｅｓｄｒｏｐｐｅｄ.Ｔｈｅａｎｔｉ￣ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｄｅｖｉｃｅｈａｓｇｏｏｄｅｎｅｒｇｙａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅꎬｗｈｉｃｈｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｄａｍｅｓｏｆｂｒｉｄｇｅａｎｄｖｅｓｓｅｌｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｂｒｉｄｇｅ￣ｖｅｓｓｅｌｃｏｌｌｉｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｂｒｉｄｇｅꎻｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌａｎｔｉ￣ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｄｅｖｉｃｅｍａｄｅｆｒｏｍｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓꎻｖｅｓ￣ｓｅｌｃｏｌｌｉｓｉｏｎꎻｑｕａｓｉ￣ｓｔａｔｉｃｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｔｅｓｔꎻｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ收稿日期:２０１９－０５－２１基金项目:国家自然科学基金项目(５１７７８２８５)ꎻ江苏省杰出青年基金项目(ＢＫ２０１９００３４)ＰｒｏｊｅｃｔｏｆＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ(５１７７８２８５)ꎻＰｒｏｊｅｃｔｏｆＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒＤｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｅｄＹｏｕｎｇＳｃｈｏｌａｒｓｏｆＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ(ＢＫ２０１９００３４)作者简介:方㊀海ꎬ教授ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｆａｎｇｈａｉｎｊｕｔ＠１６３.ｃｏｍꎮ研究方向:复合材料结构ꎬ桥梁抗撞与防护ꎮ１㊀概㊀述鹦鹉洲长江大桥位于武汉市中心城区ꎬ全长３.４２ｋｍꎮ主桥为三塔四跨钢－混结合梁悬索桥ꎬ大桥主梁跨径布置为(２００＋２ˑ８５０＋２００)ｍꎮ２号墩中塔采用钢－混叠合塔ꎬ叠合面以上为钢结构(高１０５.７ｍ)ꎬ顺桥向为倒Ｙ形ꎬ叠合面以下为钢筋混凝土结构(高４６.３ｍ)ꎻ１号墩㊁３号墩边塔均采用钢筋混凝土结构(高１２６.２ｍ)[１]ꎬ顺桥向为独柱ꎻ边㊁中塔横桥向均为门式框架结构ꎬ塔柱横向中心距均为３６ｍꎮ该桥最高通航水位为＋２６.２０ｍꎬ最低通航水位为＋１０.１６ｍꎬ水位落差达１６.０４ｍꎮ由于１号墩㊁３号墩边塔靠近岸侧ꎬ在其水位变化范围内的墩身设置了固定式复合材料防撞护舷ꎬ以抵御船舶的擦碰ꎬ避免混凝土局部破损ꎮ而２号墩中塔位于长江双向航道的分隔位置ꎬ具有较高的船撞风险ꎬ需在中塔桥墩处设置可抵御较大撞击能量的防船撞装置(５０００ｔ级船舶撞击能量)ꎬ以保护桥梁结构安全ꎮ目前的桥墩防撞装置有人工岛㊁群桩㊁钢箱等ꎮ针对武汉鹦鹉洲长江大桥中塔桥墩的实际情况ꎬ综合考虑水位变化㊁通航尺度㊁美观㊁造价及后期维修便利等多方面因素ꎬ提出了自浮式筒形复合材料防撞装置(以下简称筒形防撞装置)ꎮ筒形防撞装置主要由玻璃纤维增强复合材料(Ｇｌａｓｓ－ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｏｌｙ￣ｍｅｒꎬＧＦＲＰ)层(内㊁外层)㊁格构腹板(布置于内㊁外层之间)㊁聚氨酯泡沫芯材(布置于内㊁外面层和格构腹板之间)以及陶粒体(填充于内层)等结构组成ꎮ该防撞装置可随水位上㊁下浮动ꎬ不影响大桥的整体美观ꎬ占用通航尺度小ꎬ且维修费用也较低ꎬ已于２０１６年９月安装完毕ꎬ运行状况良好ꎮ筒形防撞装置可设计性强ꎬ可通过调整其内部的格构厚度㊁格构间距㊁填充物等主要参数ꎬ提高其抗撞承载力和吸能性能[２￣４]ꎮ为研究该桥中塔墩筒形防撞装置的破坏模式及防撞效果ꎬ通过改变纵向和横向格构腹板数量ꎬ优化格构布置形式ꎬ制作４个试件ꎬ进行准静态侧压试验ꎬ并通过有限元法对是否设置防撞装置的船桥碰撞过程进行数值模拟ꎮ２㊀准静态侧压试验２.１㊀试验设计该桥中塔墩筒形防撞装置的标准节段外径设计为４.０ｍ㊁内径为３.０ｍꎬ由于桥墩截面形式不同ꎬ防撞节段平面尺寸各不相同ꎮ平直段横向格构间距为０.８２ｍꎬ纵向格构之间的夹角为２２.５ʎꎬ防撞装置的ＧＦＲＰ内㊁外面层厚度为１０ｍｍꎬ横向和纵向格构腹板ＧＦＲＰ的厚度为８ｍｍꎮ中塔墩筒形防撞装置布置如图１所示ꎮ图１㊀中塔墩筒形防撞装置布置Ｆｉｇ.１ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆＣｙｌｉｎｄｒｉｃａｌＡｎｔｉ￣ｃｏｌｌｉｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅｆｏｒＣｅｎｔｒａｌＴｏｗｅｒＰｉｅｒ为研究内部格构腹板的布置对筒形防撞装置的影响ꎬ通过改变纵㊁横向格构腹板的数目和间距ꎬ设计了４个缩尺比为１ʒ８的试件进行准静态侧压试验ꎮ试件编号为Ｄ５００￣Ｎ￣Ｃ㊁Ｄ５００￣Ｌ８￣Ｔ３￣Ｃ㊁Ｄ５００￣Ｌ１２￣Ｔ４￣Ｃ和Ｄ５００￣Ｌ１６￣Ｔ５￣Ｃ(以下简称试件１~４)ꎮ其中ꎬＤ５００表示试件外径为５００ｍｍꎻＮ表示无格构腹板ꎻＣ表示填充陶粒ꎻＬ８表示纵向格构腹板数量为８个ꎻＴ３表示横向格构腹板数量为３个ꎮ４个试件的外径均为５００ｍｍ㊁内径为４００ｍｍꎬ长度为５００ｍｍꎬ面层厚度为２.４ｍｍꎮ试件１~４的纵向格构间距分别为０ꎬ１９６ꎬ１３１ꎬ９８ｍｍꎻ横向格构间距分别为０ꎬ２００ꎬ１３３ꎬ１００ｍｍꎻ格构厚度均为２.４ｍｍꎮ４个试件的筒形防撞装置结构如图２所示ꎮ㊀㊀试件采用真空导入工艺[５]制作成型ꎬ待树脂充分固化后依据«纤维增强热固性塑料管平行板外载性能试验方法»[６]进行准静态侧压试验ꎬ如图３所示ꎮ试验采用电子万能试验机加载ꎬ最大加载力为１０００ｋＮꎬ加载设置为２ｍｍ/ｍｉｎ连续加载ꎮ２.２㊀试验结果分析２.２.１㊀破坏模式根据设计的加载工况对４个试件进行准静态侧压试验ꎮ在试验过程中ꎬ实时观察试件反应ꎬ并在每个工况后对试件进行详细观测ꎮ４个试件的破坏模式如图４所示ꎮ对４个试件的准静态侧压试验进行全程观测可知:图２㊀４个试件的筒形防撞装置结构Ｆｉｇ.２ＣｙｌｉｎｄｒｉｃａｌＡｎｔｉ￣ｃｏｌｌｉｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅｓＩｎｓｔａｌｌｅｄｏｎＦｏｕｒＳｐｅｃｉｍｅｎｓ图３㊀筒形防撞装置试件准静态侧向压缩试验Ｆｉｇ.３Ｑｕａｓｉ￣ｓｔａｔｉｃＬａｔｅｒａｌＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎＴｅｓｔｆｏｒＳｐｅｃｉｍｅｎｓｗｉｔｈＣｙｌｉｎｄｒｉｃａｌＡｎｔｉ￣ｃｏｌｌｉｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅ㊀㊀(１)试件１在准静态侧压过程中ꎬ试件受压向两侧外凸ꎮ由于泡沫芯材刚度较小ꎬ在受压时产生较大的横向变形ꎬ当变形产生的拉应力超过泡沫的抗拉强度时ꎬ芯材在两侧各产生了１条斜向裂缝ꎬ并逐渐发展成为贯穿裂缝ꎮ内侧ＧＦＲＰ面层由于其内部填充陶粒的支撑作用ꎬ未发生较大破坏ꎬ仅出现轻微泛白ꎮ而外侧ＧＦＲＰ面层由于泡沫芯材变形较大ꎬ其横向变形大于内面层ꎬ两侧的树脂基体开裂ꎮ填充陶粒在压缩过程中发生少量破碎ꎬ绝大部分完好ꎮ(２)增设横向格构和纵向格构腹板后ꎬ试件２~４的破坏模式相近ꎮ３个试件的部分泡沫芯材均产生了斜裂缝ꎬ其他泡沫产生了挤压褶皱ꎮ在压缩过程中ꎬ外面层与泡沫芯材发生剥离ꎬ树脂基体发生开裂ꎬ其中试件４左㊁右两侧外面层纤维完全撕裂ꎮ内面层发生层间剥离ꎬ树脂基体发生开裂ꎬ面层纤维断裂ꎮ纵向格构发生层间剥离ꎬ底部竖直纵向格构屈曲破坏ꎮ２.２.２㊀荷载~位移曲线试件的荷载~位移曲线如图５所示ꎬ图中荷载~位移曲线可划分为弹性阶段㊁下降阶段和强化阶段ꎮ其中ꎬ初始上升段为弹性阶段ꎻ曲线下降段为下降阶段ꎻ下降段后进入强化阶段ꎮ由图５可知:当试件处于弹性阶段时ꎬ试件１~４的弹性极限荷载分别为２０.６０ꎬ１１８.７６ꎬ１４１.６０ꎬ１５９.１２ｋＮꎻ与试件１相比ꎬ试件２~４的弹性极限荷载依次提高４７６.５％㊁图４㊀试件的破坏模式Ｆｉｇ.４ＦａｉｌｕｒｅＭｏｄｅｓｏｆＴｅｓｔＳｐｅｃｉｍｅｎｓ图５㊀试件荷载~位移曲线Ｆｉｇ.５Ｌｏａｄ￣ＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔＣｕｒｖｅｓｏｆＴｅｓｔＳｐｅｃｉｍｅｎｓ５８７.４％和６７２.４％ꎮ试件１~４的初始刚度(每条曲线的初始斜率)分别为０.４９ꎬ６.３２ꎬ９.２５ꎬ１１.５８ｋＮ/ｍｍꎻ与试件１相比ꎬ试件２~４的初始刚度依次提高１１８９.８％㊁１７８７.８％和２２６３.３％ꎮ结果表明横向和纵向格构腹板间距越小ꎬ构件的弹性极限荷载越大ꎬ初始刚度也越大ꎮ通过荷载~位移曲线分析还可知:当泡沫芯材产生斜向裂缝㊁内面层和格构腹板发生层间剥离后ꎬ试件的刚度下降ꎬ其承载力也进入下降阶段ꎮ最后ꎬ因试件逐渐被压实ꎬ内部填充陶粒挤压破碎ꎬ承载力进入行程较长的强化阶段ꎮ试件１由于其本身刚度较小ꎬ陶粒在压缩过程中仅发生少量破碎ꎬ其承载力上升幅度与其他３种试件相比较小ꎮ根据准静态侧压试验结果可知ꎬ随着纵㊁横向格构腹板数目的增加ꎬ试件的弹性极限荷载和初始刚度显著增加ꎻ在试件被压实后ꎬ内部填充陶粒挤压破碎ꎬ试件的承载力能进入行程较长的强化阶段ꎮ因此ꎬ选取试件４的尺寸与内部格构布置作为鹦鹉洲长江大桥中塔防撞装置的设计参照ꎬ即纵向设置１６道格构腹板㊁横向设置５道格构腹板ꎮ３㊀船桥碰撞数值模拟分析３.１㊀有限元模拟为研究筒形防撞装置的防撞效果ꎬ采用有限元软件ＡＮＳＹＳ/ＬＳ￣ＤＹＮＡ建立船舶㊁防撞装置及桥塔墩的有限元模型ꎬ对有无㊁防撞装置２种工况下ꎬ遭受５０００ｔ级船舶正撞的船桥碰撞过程进行数值模拟ꎮ有㊁无防撞装置的船桥碰撞模型如图６所示ꎮ筒形防撞装置㊁船舶及桥墩的有限元模拟过程如下: (１)根据试件４的结构建立１ʒ８的筒形防撞装置有限元模型ꎮ筒形防撞装置模型中的ＧＦＲＰ结构㊁格构腹板均采用Ｓｈｅｌｌ１６３壳单元模拟ꎻ聚氨酯泡沫芯材和填充陶粒均采用Ｓｏｌｉｄ１６４实体单元模拟ꎮ图６㊀有、无防撞装置的船桥碰撞模型Ｆｉｇ.６Ｖｅｓｓｅｌ￣ＢｒｉｄｇｅＣｏｌｌｉｓｉｏｎＭｏｄｅｌｓｗｉｔｈａｎｄｗｉｔｈｏｕｔＡｎｔｉ￣ｃｏｌｌｉｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅＧＦＲＰ材料采用正交各向异性的复合材料损伤模型ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＤａｍａｇｅＭｏｄｅｌ模拟ꎬ该模型采用Ｃｈａｎｇ￣Ｃｈａｎｇ失效准则[７]ꎻ聚氨酯泡沫和陶粒均采用可压碎泡沫模型ＣｒｕｓｈａｂｌｅＦｏａｍＭｏｄｅｌ模拟ꎮＧＦＲＰ材料的密度ρ为１.８ｇ/ｃｍ３ꎻ杨氏模量ＥＸ㊁ＥＹ均为２０.００ＧＰａꎬＥＺ为６.６７ＧＰａꎻ剪切模量ＧＸＹ为２.５０ＧＰａꎬＧＸＺ㊁ＧＹＺ为１.２５ＧＰａꎻ泊松比μＸＹ为０.１５ꎬμＸＺ㊁μＹＺ为０.１０ꎻ体积模量Ｋ为４.００ＧＰａꎻ面内剪切强度Ｓｃ为５５.００ＭＰａꎻ长轴拉伸强度Ｘｔ㊁横向拉伸强度Ｙｔ㊁横向压缩强度Ｙｃ均为３２２.９０ＭＰａꎻ非线性剪切应力参数α为０.３ꎮ聚氨酯泡沫的密度ρ为０.０４ｇ/ｃｍ３㊁弹性模量Ｅ为２.４８ＭＰａ㊁泊松比μ为０.３ꎮ陶粒的密度ρ为０.５６ｇ/ｃｍ３㊁弹性模量Ｅ为１５ＭＰａ㊁泊松比μ为０.１ꎮ(２)船舶模型中的船艏结构采用Ｓｈｅｌｌ１６３壳单元模拟ꎻ船舶中后部由于未发生变形ꎬ仅提供刚度和质量的影响ꎬ采用刚性壳单元简化模拟ꎮ船艏材料模型采用随动硬化模型ＰｌａｓｔｉｃＫｉｎｅｍａｔｉｃＭｏｄｅｌ模拟ꎬ材料属性采用改进后的Ｃｏｗｐｅｒ￣Ｓｙｍｏｎｄｓ本构方程[８￣１０]ꎬ船艏钢材的屈服应力σγ为３１０ＭＰａꎬ切线模量Ｅｔａｎ为７６３ＭＰａꎬ硬化参数β为０ꎬ应变率参数Ｃ为４０㊁Ｐ为５ꎬ失效应变εｆ为０.３５ꎮ(３)中塔墩承台及桩基础采用Ｓｏｌｉｄ１６４实体单元模拟ꎮ桩基础覆盖淤泥较深ꎬ故取冲刷线下４倍桩径处的位置进行固结处理ꎮ３.２㊀船桥碰撞有限元分析为提高船桥碰撞数值模拟的准确性ꎬ首先对筒形防撞装置的准静态侧压试验进行数值模拟ꎮ结果表明ꎬ有限元理论值与实测值较为接近ꎮ在准静态侧压试验有限元模拟与试验曲线接近的前提下ꎬ对有㊁无防撞装置的船桥碰撞过程进行数值模拟ꎮ对船桥碰撞后的船舶变形进行分析可知:当船舶与中塔墩碰撞后ꎬ未设置防撞装置时ꎬ船艏尖完全陷入船艏内部ꎬ球鼻艏中部产生较大凹陷ꎻ设置防撞装置时ꎬ船艏尖部分陷入船艏内部ꎬ同时球鼻艏中部只产生较小凹陷ꎮ有㊁无防撞装置时ꎬ船舶与中塔墩碰撞后的船头应力分布结果如图７所示ꎮ由图７可知:未设置防撞装置时ꎬ船艏变形产生的最大应力为５８５.９ＭＰａꎬ位于球鼻艏上部ꎻ设置防撞装置时ꎬ船图７㊀船艏应力分布Ｆｉｇ.７ＳｔｒｅｓｓＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎＳｈｉｐＢｏｗ艏变形产生的最大应力为４６４.１ＭＰａꎬ位于球鼻艏的上部船艏钢板处ꎮ与未设置防撞装置相比ꎬ设置防撞装置后ꎬ船艏尖和球鼻艏撞击变形明显减少ꎬ最大应力由５８５.９ＭＰａ减少为４６４.１ＭＰａꎬ减少了２０.８％ꎮ说明设置防撞装置后ꎬ可有效降低碰撞过程船舶的损伤ꎬ起到保护船舶的作用ꎮ通过筒形防撞装置的变形分析可知:筒形防撞装置在承受船舶撞击后ꎬ外面层与内面层ＧＦＲＰ产生弯曲变形ꎬ外面层与船艏尖相撞部位发生破裂ꎻ横向与纵向格构腹板在撞击处屈曲破坏ꎻ聚氨酯泡沫和陶粒在撞击后向内凹陷ꎮ船舶与中塔墩碰撞后ꎬ筒形防撞装置部分结构变形如图８所示ꎮ图８㊀筒形防撞装置部分结构变形Ｆｉｇ.８ＬｏｃａｌＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＣｙｌｉｎｄｒｉｃａｌＡｎｔｉ￣ｃｏｌｌｉｓｉｏｎＤｅｖｉｃｅ㊀㊀对有㊁无防撞装置时的船舶撞击力时程曲线进行对比ꎬ结果如图９所示ꎮ由图９可知:未设置防撞装置时ꎬ中塔墩下塔柱承受的最大船舶撞击力为３５.４５ＭＮꎬ船舶撞击桥墩时间为１.８０ｓꎻ设置防撞装置后ꎬ最大船舶撞击力为２７.９７ＭＮꎬ船舶撞击桥墩时间为２.２５ｓꎮ与未设置防撞装置相比ꎬ设置防撞装置后ꎬ船舶撞击力下降了７.４８ＭＮꎬ下降了２１.１％ꎻ撞击时间增加了０.４５ｓꎬ延长了２５.０％ꎮ说明设置防撞装置后ꎬ可以有效降低碰撞过程中桥墩的损伤ꎬ起到保护桥墩的作用ꎮ图９㊀船舶撞击力时程曲线Ｆｉｇ.９Ｔｉｍｅ￣ｈｉｓｔｏｒｙＣｕｒｖｅｓｏｆＶｅｓｓｅｌＣｏｌｌｉｓｉｏｎＦｏｒｃｅ４㊀结㊀论(１)无格构防撞装置的破坏模式主要为内㊁外面层树脂发白开裂ꎬ泡沫产生斜向剪切裂缝ꎮ增设格构后ꎬ破坏模式变为内面层层间剥离ꎬ面层纤维断裂ꎻ外面层与泡沫剥离ꎬ面层纤维断裂ꎻ纵向格构层间剥离ꎬ并产生屈曲破坏ꎮ随着格构数目的增多ꎬ有格构防撞装置的侧向极限荷载相比无格构防撞装置依次提高４７６.５％㊁５８７.４％和６７２.４％ꎮ(２)减小格构间距后ꎬ防撞装置的弹性极限承载力和初始刚度显著提高ꎮ选取试件Ｄ５００￣Ｌ１６￣Ｔ５￣Ｃ(试件４)的尺寸与内部格构布置作为鹦鹉洲长江大桥中塔墩防撞装置的设计参照ꎮ(３)中塔墩设置筒形复合材料防撞装置后ꎬ船舶撞击力下降了２１.１％ꎬ撞击时间延长了２５.０％ꎮ同时ꎬ船艏结构撞击变形明显减少ꎬ应力降低了２０.８％ꎮ该防撞装置具有良好的防撞保护效果ꎬ有效降低了船桥撞击过程中桥梁和船舶的损伤ꎮ参考文献(Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ):[１]㊀李翠霞.武汉鹦鹉洲长江大桥桥塔设计[Ｊ].桥梁建设ꎬ２０１４ꎬ４４(５):９４－９８.(ＬＩＣｕｉ￣ｘｉａ.ＤｅｓｉｇｎｏｆＴｏｗｅｒｓｏｆＹｉｎｇｗｕｚｈｏｕＣｈａｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒＢｒｉｄｇｅｉｎＷｕｈａｎ[Ｊ].ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬ２０１４ꎬ４４(５):９４－９８.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[２]㊀周㊀辉ꎬ刘伟庆ꎬ万㊀里ꎬ等.格构增强复合材料圆筒的侧向压缩性能[Ｊ].材料科学与工程学报ꎬ２０１６ꎬ３４(２):２７４－２７９.(ＺＨＯＵＨｕｉꎬＬＩＵＷｅｉ￣ｑｉｎｇꎬＷＡＮＬｉꎬｅｔａｌ.ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＣｙｌｉｎｄｅｒＳｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄｗｉｔｈＧＦＲＰＬａｔｔｉｃｅｓｕｎｄｅｒＣｏｍ￣ｐｒｅｓｓｉｏｎＬｏａｄｉｎｇ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎ￣ｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１６ꎬ３４(２):２７４－２７９.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ) [３]㊀ＮｉｋｎｅｊａｄＡꎬＥｌａｈｉＳＡꎬＬｉａｇｈａｔＧＨ.ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＩｎ￣ｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｅＬａｔｅｒａｌＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｉｎｔｈｅＦｏａｍ￣ＦｉｌｌｅｄＣｉｒｃｕｌａｒＴｕｂｅｓ[Ｊ].Ｍａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｄｅｓｉｇｎꎬ２０１２ꎬ３６:２４－３４.[４]㊀ＺｈｕＬꎬＬｉｕＷＱꎬＦａｎｇＨꎬｅｔａｌ.ＤｅｓｉｇｎａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＩｎｎｏｖａｔｉｖｅＦｏａｍ￣ＦｉｌｌｅｄＬａｔｔｉｃｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅＢｕｍｐｅｒＳｙｓ￣ｔｅｍｆｏｒＢｒｉｄｇｅＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｉｎＳｈｉｐＣｏｌｌｉｓｉｏｎｓ[Ｊ].Ｃｏｍｐｏｓ￣ｉｔｅｓＰａｒｔＢ:Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１９ꎬ１５７:２４－３５. [５]㊀张富宾ꎬ刘伟庆ꎬ齐玉军ꎬ等.芯材密度对复合材料夹层梁弯曲力学性能影响[Ｊ].玻璃钢/复合材料ꎬ２０１６(３):１３－１７.(ＺＨＡＮＧＦｕ￣ｂｉｎꎬＬＩＵＷｅｉ￣ｑｉｎｇꎬＱＩＹｕ￣ｊｕｎꎬｅｔａｌ.Ｅｘ￣ｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＦｌｅｘｕｒａｌＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＳａｎｄｗｉｃｈＢｅａｍｓｗｉｔｈＤｉｆｆｅｒｅｎｔＣｏｒｅＤｅｎｓｉｔｉｅｓ[Ｊ].ＦｉｂｅｒＲｅｉｎ￣ｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ/Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓꎬ２０１６(３):１３－１７.ｉｎＣｈｉ￣ｎｅｓｅ)[６]㊀ＧＢ/Ｔ５３５２－２００５ꎬ纤维增强热固性塑料管平行板外载性能试验方法[Ｓ].(ＧＢ/Ｔ５３５２￣２００５ꎬＦｉｂｅｒ￣ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＴｈｅｒｍｏｓｅｔｔｉｎｇＰｌａｓ￣ｔｉｃＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＰｉｐｅ￣ＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｆｏｒＥｘｔｅｒｎａｌＬｏａｄｉｎｇＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｂｙＰａｒａｌｌｅｌ￣ＰｌａｔｅＬｏａｄｉｎｇ[Ｓ].) [７]㊀辛士红.纤维增强树脂基复合材料层合板抗侵彻性能数值模拟研究(博士学位论文)[Ｄ].合肥:中国科学技术大学ꎬ２０１５.(ＸＩＮＳｈｉ￣ｈｏｎｇ.ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＰｅｎｅｔｒａｔｉｏｎＲｅ￣ｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃＬａｍｉｎａｔｅｓ(ＤｏｃｔｏｒａｔｅＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ)[Ｄ].Ｈｅｆｅｉ:ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａꎬ２０１５.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ) [８]㊀刘伟庆ꎬ方㊀海ꎬ祝㊀露ꎬ等.润扬长江公路大桥船撞数值模拟与复合材料防撞系统设计[Ｊ].玻璃钢/复合材料ꎬ２０１４(１２):５－１２.(ＬＩＵＷｅｉ￣ｑｉｎｇꎬＦＡＮＧＨａｉꎬＺＨＵＬｕꎬｅｔａｌ.ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＤｅｓｉｇｎｏｎＣｏｍｐｏｓｉｔｅＡｎｔｉ￣Ｃｏｌｌｉ￣ｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍｏｎＲｕｎｙａｎｇＣｈａｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒＨｉｇｈｗａｙＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ/Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓꎬ２０１４(１２):５－１２.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[９]㊀王建国ꎬ陈㊀涛.船舶与大跨度斜拉桥碰撞的有限元数值模拟[Ｊ].桥梁建设ꎬ２０１６ꎬ４６(５):１２－１７.(ＷＡＮＧＪｉａｎ￣ｇｕｏꎬＣＨＥＮＴａｏ.ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＣｏｌｌｉｄｉｎｇｏｆＶｅｓｓｅｌｗｉｔｈＬｏｎｇＳｐａｎＣａｂｌｅ￣ＳｔａｙｅｄＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬ２０１６ꎬ４６(５):１２－１７.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[１０]㊀ＷａｎＹＬꎬＺｈｕＬꎬＦａｎｇＨꎬｅｔａｌ.ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＴｅｓｔｉｎｇａｎｄＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆＳｈｉｐＩｍｐａｃｔｏｎＡｘｉａｌｌｙＬｏａｄｅｄＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＰｉｅｒｓ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｍｐａｃｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１９ꎬ１２５:２４６－２６２.ＦＡＮＧＨａｉ方㊀海１９８１－ꎬ男ꎬ教授２００３年毕业于北京交通大学土木工程专业ꎬ工学学士ꎬ２００５年毕业于南京工业大学结构工程专业ꎬ工学硕士ꎬ２００８年毕业于南京工业大学土木材料与工程专业ꎬ工学博士ꎮ研究方向:复合材料结构ꎬ桥梁抗撞与防护Ｅ￣ｍａｉｌ:ｆａｎｇｈａｉｎｊｕｔ＠１６３.ｃｏｍＷＡＮＧＪｉａｎ王㊀健１９９３－ꎬ男ꎬ助理工程师２０１５年毕业于南京工程学院建筑工程专业ꎬ工学学士ꎬ２０１９年毕业于南京工业大学建筑与土木工程专业ꎬ工程硕士ꎮ研究方向:桥梁抗撞与防护Ｅ￣ｍａｉｌ:１８３６２０８３２０２＠１６３.ｃｏｍＺＨＵＬｕ祝㊀露１９８７－ꎬ女ꎬ助理研究员２００８年毕业于南京工程学院土木工程专业ꎬ工学学士ꎬ２０１１年毕业于南京工业大学防灾减灾工程及防护工程专业ꎬ工学硕士ꎮ研究方向:复合材料结构ꎬ桥梁抗撞与防护Ｅ￣ｍａｉｌ:ｚｈｕｌｕｘｕｅｘｉ０８＠１６３.ｃｏｍＬＩＵＷｅｉ￣ｑｉｎｇ刘伟庆１９６４－ꎬ男ꎬ教授１９８５年毕业于南京建筑工程学院工民建专业ꎬ工学学士ꎬ１９８８年毕业于东南大学结构工程专业ꎬ工学硕士ꎬ１９９５年毕业于东南大学结构工程专业ꎬ工学博士ꎮ研究方向:结构抗震控制ꎬ复合材料结构Ｅ￣ｍａｉｌ:ｗｑｌｉｕ＠ｎｊｔｅｃｈ.ｅｄｕ.ｃｎ(编辑:王㊀娣)。

非通航孔桥梁防船舶撞击新型拦阻技术

对消能重力锚自动下落式浮基高架拦阻船舶技术的研究由于桩基高架拦阻船舶设施不宜拦阻大型船舶和危险品运输船舶!因此在进行金塘大桥非通航孔拦阻试验段的设计以及建造过程中!研究人员同时进行了&消能重力锚自动下落式浮基高架拦阻船舶技术'的研究开发工作!并在台州椒江二桥通过了实船拦阻试验的验证" 该拦阻技术抗小型船舶干扰的能力比较强! 适用于拦阻大型的船舶以及运输危险品的船舶" 三改良的浮基高架新型拦阻技术在金塘大桥中的应用项目的大体状况根据(金塘大桥非通航孔拦阻船舶设施工程方案设计)*以下简称方案设计+及(金塘大桥非通航孔拦阻船舶设施方案咨询与评审会专家意见)! 金塘大桥非通航孔防撞设施的拦阻设防范围和等级如表 % 所示"
参考文献 !"#邢佳林44科学制定间距法规优化提升校园品质浅谈对目前南京中小学校园建筑间距管理的思考 !5#4 转型与重构 '("3 中国城市规划年会论文集%!6#4'("3 年% !'#王江萍4罗瑶44武汉市中小学校园空间设计和设施布点规划
路桥工程
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非通航孔桥梁防船舶撞击新型拦阻技术
文 ' 刘敏捷
摘要随着我国经济的不断发展!我国的桥梁建设也取得了突飞猛进的发展!各种大规模的桥梁也在不断出现!改善了城市的交通也给人们的出行带来了巨大的便利!但同时也增大了船舶与桥梁发生撞击事故的概率!为此我国也进行了桥梁防船舶撞击的研究!但是类型防撞拦阻技术具有各自的优点和不足!针对这类问题本文提出了改良的浮基高架新型拦阻技术" 本文主要从传统非通航孔桥梁防船舶撞击拦阻技术的缺点#浮基高架拦阻技术理念的发展历程#改良的浮基高架新型拦阻技术在金塘大桥中的应用等方面对非通航孔桥梁防船舶撞击新型拦阻技术做出了探究和分析"

如何预防船舶撞击桥梁

如何预防船舶撞击桥梁引言船舶与桥梁的撞击事故时有发生，给航运安全和桥梁结构带来严重威胁。

为了有效预防船舶撞击桥梁事故的发生，需要综合考虑船舶操纵、桥梁建设和管理等多个方面的因素。

本文将以此为出发点，讨论如何有效预防船舶撞击桥梁的方法。

船舶操纵的预防措施船舶操纵是船舶撞击桥梁事故中最关键的因素之一。

以下是船舶操纵的预防措施：1.加强船舶操纵人员的培训和素质。

船舶操纵人员应接受专业培训，并持有合格的船舶操纵证书，以确保其具备良好的技能和经验。

2.制定航行规章制度。

船舶操纵人员应遵守相关的航行规章制度，包括航行速度、船体尺寸、通航时间等限制，以保证航行安全。

3.安装导航设备。

船舶应配备有效的导航设备，如雷达、GPS等，以便及时获取航行信息和预警，减少事故的发生概率。

桥梁建设的预防措施桥梁的建设也直接关系到船舶撞击桥梁事故的预防。

以下是桥梁建设的预防措施：1.桥梁设计与建设应考虑航道宽度和高度。

桥梁的设计和建设需要充分考虑航道的船舶通过要求，确定合适的航道高度和宽度，避免发生船舶撞击桥梁的潜在危险。

2.安装船舶预警系统。

在桥梁附近安装船舶预警系统，包括声音、光线等，以提前警示船舶，并减少事故的发生。

3.加强桥梁巡查和维护。

定期对桥梁进行巡查和检查，及时发现和修复桥梁的破损或结构问题，确保桥梁的稳定和安全。

管理的预防措施有效的管理是预防船舶撞击桥梁事故的关键。

以下是管理的预防措施：1.加强船舶交通管理。

船舶交通管理部门应制定科学合理的船舶交通规划和管理措施，包括船舶通航路线、通航时间等，提高航行效率和安全性。

2.建立及时的事故报告和处理机制。

对于发生船舶撞击桥梁事故的，应建立及时的报告和处理机制，进行事故原因的调查和责任的追究，以防止类似事故再次发生。

3.完善法律法规和监管机制。

相关部门应加强对船舶操纵、桥梁建设和管理等方面的法律法规和监管机制，保障航运安全和桥梁结构的稳定。

结论船舶撞击桥梁事故的发生对航运安全和桥梁结构都带来巨大威胁。