04-如皋长江大桥主桥桥墩防撞设计

规范。
用于大型船舶的防撞。3） 护墩桩方式。集群式护墩桩由斜桩或
2． 2 参考规范
竖直桩组成，桩的 顶 部 用 缓 冲 梁 互 相 联 接，通 过 群 桩 联 合 变 形 而
1） 《Guide Specification and Commentary for Vessel Collision De- 消能。荆州长江公路大桥和东海大桥应用了集群式护墩桩，造价 sign of Highway Bridges》（ AASHTO，1991 ） ； 2 ） Ship Collision with 偏高。4） 人工岛。能向桥梁提供良好的防撞能力。但是在地质条
撞击时，通过浮体移动、钢丝绳变形、锚碇物移动消能。即使在深 墩接触处采用 30 mm 厚四氟滑板，防撞设施与桥墩之间可上下浮
水条件下，造价较低，缓冲变形量大，对船舶有较好的保护作用。 动。外壳材料的弹性模量约为钢材的 1 /10，具有大变形能力。箱
但对于吃水浅的部分船舶及无球首的船舶，容易把浮体滑入船底 内采用复合材料加劲腹板增强，形成格构，内部填充轻质耗能芯
达到消能的效果，不 但 保 护 了 桥 墩，同 时 也 可 有 效 保 护 船 舶 不 至
水位 5.34 m
-2.200 -7.000 -96.000
200
920 ① 1 000 t 级船舶 压载最高水位
30
②
30
502.66
复合材料防撞圈
720
502.66
① ③
全，减少相互的维护费用，是一种有效的解决船撞桥的防护措施， 特别是本桥采用的复合材料防撞设施，安装维护方便，耐久性好， 适应性强，造价合理，具有良好的经济效益和社会效益，可为其他 桥梁的防撞设计提供借鉴。 参考文献： ［1］ 巫祖烈，徐东丰． 桥墩防撞装置评述［J］． 重庆交通学院学
1 项目概况
Bridges，International Association for Bridge and Structural Engineer-
如皋长江大桥跨越长江北汊，桥位位于碾砣港船闸西侧，主 ing，1993（ IABSE） ； 3） Ship Collision due to the Presence of Bridges
路桥涵设计通用规范； 3） JTG D62—2004 公路钢筋混凝土及预应 十年左右。2） 重力方式。薄壳筑沙围堰防护系统是目前最成功
力混凝土桥涵设计规范； 4） GB 50139—2004 内河通航标准； 5） JTJ 的防撞保护系统之一。它施工简捷，维护工作量少，能根据抵抗
211—99 海港总平面设计规范； 6） JTJ 213—98（ 交通部） 海港水文 撞击的需要进行相应的设计，有很大的吸收撞击能量的能力。适
报，2006，25（ 6） ： 22-26． ［2］ 王智祥，巫祖烈，王家林，等． 一种新型 FＲP 桥墩防撞浮箱
a）立面布置图
Biblioteka Baidu
b）平面布置图
结构［J］． 重庆交通大学学报（ 自然科学版） ，2011，30 （ 3） ：
图 1 主桥主墩防撞设施布置图
388-393．
船舶撞击桥墩时，防撞筒具有大变形能力，延长碰撞的时间， ［3］ 冒一锋，刘伟庆，方 海，等． 乌龙江大桥船撞力及复合材料
1 000 t 级船舶 柱顶标高 H1 压载最高水位
防洪设计 水位 5.34 m
H200 箱型复合材料防撞圈
H200 箱型 复合材料防撞圈
承台底标高 H2 承台底标高 H3
桩底标高 H4
a）立面布置图
b）平面布置图
图 2 主桥边墩防撞设施布置图
5 结语
设计复合材料防撞系统与桥墩之间实现上下浮动，以适应桥
近年来，船撞事故不断增多，造成了很大的损失，有些甚至造
位处涨落潮水位差较大的特点。主墩防撞设计的立面布置图和 成了很大的悲剧。通过对桥墩进行防撞设计，避免船舶与桥墩直
平面布置图参见图 1。
接碰撞，一方面保 障 了 桥 梁 自 身 安 全，另 一 方 面 也 保 障 船 舶 的 安
防洪设计 17.242
边墩防撞设计的立面布置图和平面布置图参见图 2。
防 撞 设 施 的 外 壳 为 树 脂 基 纤 维 增 强 复 合 材 料 ，内 部 填 灌 缓 冲耗能材料，其中外筒与内筒之 间 填 充 聚 氨 酯 弹 性 粘 结 材 料， 内筒填充轻质摩擦颗粒材料，综合 密 度 约 为 300 kg / m3 。复 合 材料的弹性 模 量 约 为 钢 材 的 1 /10 ，具 有 大 变 形 能 力，约 压 缩 1 /2 直径而不破坏，因此能有效保护船舶不受局部损伤。聚 氨 酯弹性材料具有 较 高 的 抗 剪 切 和 界 面 粘 结 性 能，轻 质 摩 擦 颗 粒材料可有效提高内筒刚度，并 能 限 制 外 筒 与 内 筒 的 变 形，保 证其不发生较大变形而导致破裂。防撞设施采用工厂节段制 造，现场通过粘结 或 法 兰 连 接 组 装，施 工 速 度 快，后 期 维 护 或 更换方便。
收稿日期： 2015-08-28 作者简介： 李 旭（ 1984- ） ，男，硕士，工程师
第 41 卷 第 32 期
·150· 2 0 1 5 年 1 1 月
山西建筑
件较差的桥位不宜采用。5） 钢围堰或钢套箱。桥墩施工结束后，
边 墩 为 等 截 面 桥 墩，设 计 采 用 自 浮 式 箱 型 复 合 材 料 防 撞 设
根据主墩结 构 特 点、防 撞 等 级、船 舶 撞 击 力 大 小，设 计 采 用筒型复合材料 防 撞 设 施，由 直 线 段 构 件 与 弯 头 构 件 组 装 而 成，布置在桥墩四周。防撞筒型号为 D200 ，标准节段的直径为 2． 0 m。
吸收碰撞能量； 当船舶呈一定角度撞击时，防撞系统可转动一定 角度，拨离船舶行驶方向； 箱型防撞圈本身也能承受较大的撞击 力。由于复合材料防撞系统具有自浮性、可转动性、缓冲性、弹性 模量低等特点，亦可有效保护船舶不至于严重受损。
利用原施工平台，作为防撞的支承结构，可减少防撞设施的投资。 施，可随 水 位 的 变 化 自 动 升 降。箱 型 复 合 材 料 防 撞 圈 型 号 为
适用于高桩承台，不适用于墩身，且钢结构存在耐久性问题。6） 浮 H200，高度 2 m，宽度 1 m，外壳为纤维复合材料，在防撞圈的内侧
体系泊方式。该防撞设施由浮体、钢丝绳、锚碇物等组成。当受到 设置拱形橡胶护舷，橡胶护舷的高度为 0． 5 m，橡胶护舷内侧与桥
摘 要： 以如皋长江大桥为依托，根据相关规范标准，列举了一些传统的桥墩防撞形式，着重对该大桥桥墩防撞设计方案作了研
究，并阐述了具体的设计方式，以有效保障桥梁的运营安全。
关键词： 大桥，桥墩防撞，复合材料浮式防撞设施
中图分类号： U443． 22
文献标识码： A
DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2015.32.079
的抗撞浮箱的抵抗能力为 3 000 t 级船舶，造价约 1 000 万元。缺 保护桥墩。复合材料防撞圈采用工厂节段制造，现场通过尼龙棒
点是后期维护费用高。
销接组装，施工速度快，后期维护或更换方便。
4 桥墩防撞设计
船舶正对桥墩撞 击 时，橡 胶 护 舷 与 桥 墩 接 触 发 生 弹 性 变 形，
4． 1 主桥主墩防撞设计
邵家台连拱隧道施工中最突出问题是因围岩及初支经常发
1993．
生大变形而无法正常掘进。经过多次专题技术研讨和专家指导， ［2］ 曾佐勋，樊光明． 构造地质学［M］． 第 3 版． 北京： 中国地质
包括中国工程院王梦恕院士莅临现场勘查与指导，现场施工中基
大学出版社，2008．
On analysis of features of large-deformation of multiple-arch tunnel in soft rock and its construction method
櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
5． 4 掘进中断或暂停施工辅助措施
本掌握软岩地质 及 应 力 特 征、大 变 形 发 展 规 律 及 产 生 原 因，采 取
隧道施工过程中，经常避免不了因特殊情况而出现掘进中断 相应的技术及施工调整措施，解决了隧道无法正常掘进难题，保
桥为 95 m + 218 m + 95 m 双塔单索面预应力混凝土斜拉桥。长江 （ PIANC，2001） 。
北汊规划通航等级为三级，净高 10 m，其水位受涨落潮控制。从 2． 3 技术标准
2011 年 8 月份以来，在施工过程中发现进入碾砣港的船舶需停泊
1） 通航水位。设计最高通航水位： 4． 5 m。2） 船撞作用标准
Wei Jingyu （ No． 4 Engineering Co． ，Ltd，China Ｒailway First Bureau Group，Xianyang 712000，China） Abstract： According to the research on the large-deformation of Shaojiatai multiple-arch tunnel in soft rock construction and its site practice，the paper analyzes and sums up the geological features，crustal stress and surrounding rock deformation in the construction process of the weak surrounding rock，and explores the controlling and deformation support parameter and effective construction methods，so as to solve some problems in the jacking of the site construction and ensure the tunnel construction safety and quality． Key words： multiple-arch tunnel，soft rock，deformation feature，construction method
或暂停施工，当暂停时间较长时，为防止初支结构因停工时间过 障了隧道的施工安全和工程质量，同时也提高工效，缩短施工周
长而产生大变形时，需要采取临时辅助措施予以加固，以确保变 期，降低施工成本。
形受控（ 见图 9） 。
参考文献：
6 结语
［1］ 关宝树． 隧道力学概论［M］． 成都： 西南交通大学出版社，
第 41 卷 第 32 期 2015 年11 月
山西建筑
SHANXI AＲCHITECTUＲE
Vol． 41 No． 32
Nov． 2015 ·149·
文章编号： 1009-6825（ 2015） 32-0149-02
如皋长江大桥主桥桥墩防撞设计
李 旭1 方 海2
（ 1． 东南大学建筑设计研究院有限公司，江苏 南京 210096； 2． 南京工业大学，江苏 南京 211800）
而失效。7） 浮式钢套箱。在主墩周围安装浮式钢套箱，利用钢结 材，增强抗剪切性能。通过防撞设施的设计，最大船撞力可削减
构塑性变形进行消能。设施由钢结构及橡胶件组成。这种结构在 50% 以上。防撞圈两端设计为尖形，船舶成角度撞击后，可转动
被撞击时，绝大部分撞击力仍要桥墩承担。目前已经实施的最大 一定角度，拨离船舶行驶方向，避免正向撞击，大大减小撞击力以
在船闸外（ 大桥东侧） 等待涨潮时进入，由于船舶抛锚不牢、无人 值。按内河Ⅲ级航道，根据 JTG D60—2004 公路桥涵设计通用规
值班、涨潮迅猛等原因，导致涨潮时船舶失控而多次撞击施工栈 范取值。
桥。为了避免桥梁建成后桥墩船撞事故的发生，对大桥桥墩进行 3 设计方案比选
了防船撞设计。
2 设计采用的主要规范及技术标准
传统的桥墩防撞形式主要有： 1） 缓冲材料设施方式。采用橡胶等受力后易变形的材料，形
2． 1 采用规范
成桥墩周围的缓冲保护层。此种防撞方案适用于小型船舶碰撞
1） JTG B01—2003 公路工程技术标准； 2） JTG D60—2004 公 情况，或在其他防撞设施中配合使用。缺点是橡胶的老化寿命在