某大桥桥墩受船舶撞击静力计算和评估

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靠船墩船舶撞击力计算方法及影响因素

静力计算方法
静力计算方法基于静力平衡原理，通过假定靠船墩在船舶撞击下的变形和运动状态，计算船舶撞击力。这种方法适用于靠船墩的结构设计初期阶段，可以快速得到船舶撞击力的估算值。
静力计算方法通常采用简化模型，忽略靠船墩和船舶之间的相互作用，仅考虑靠船墩的刚度和船舶的质量和速度。因此，计算结果可能存在误差，需要进一步修正和完善。
开展实际应用研究
为了将研究成果更好地应用于实际港口工程中，未来可以开展实际应用研究，如靠船墩设计优化、船舶速度控制等，以提高港口安全性和经济效益。
THANKS
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船舶撞击力与质量关系
船舶撞击力与靠船墩结构关系
实验结果表明，船舶撞击力与质量呈正比关系，质量越大，船舶撞击力越大。
实验结果表明，靠船墩的结构对船舶撞击力有显著影响，合理的靠船墩结构可以有效降低船舶撞击力。
05
靠船墩船舶撞击力计算方法的改进建议
引入数值模拟技术
数值模拟技术
通过建立数学模型，利用计算机技术模拟船舶与靠船墩的相互作用，从而更精确地预测船舶撞击力。
化靠船墩设计、加强船舶速度控制、提高水动力系数等，这些措施有助
于降低船舶撞击力，提高港口安全。
研究展望
进一步研究不同类型船舶的撞击力特性
未来研究可以针对不同类型的船舶，如货船、油轮、集装箱船等，开展撞击力特性研究，以更全面地了解不同类型船舶的撞击力特性。
考虑流场和波浪的影响
在未来的研究中，可以考虑流场和波浪对船舶撞击力的影响，以更准确地预测船舶撞击力。
2
随着全球贸易和航运业的发展，船舶大型化、高速化趋势明显，船舶撞击力对靠船墩的影响日益突出。
3
船舶撞击力计算是靠船墩设计的重要环节，准确计算船舶撞击力对于保障靠船墩的安全性和稳定性至关重要。

桥梁船撞后检测鉴定实例分析

桥梁船撞后检测鉴定实例分析1. 引言1.1 背景介绍桥梁与船只是两种不同的交通工具，而在水域交通中，船只经常需要通过桥梁进行通行。

由于各种原因，桥梁与船只之间不慎发生碰撞事件时有发生。

这种事件一旦发生，将会对桥梁和船只造成严重损害，甚至可能造成人员伤亡。

对桥梁船只碰撞事件进行及时有效的检测和鉴定显得尤为重要。

桥梁船只碰撞事件的检测和鉴定涉及到多方面的知识和技术，需要对碰撞现场进行详细的调查和分析。

通过科学的方法和技术手段，可以准确判断碰撞的原因和程度，为后续的处理和维修工作提供重要参考依据。

本文旨在通过对桥梁船只碰撞事件的检测鉴定方法进行分析和实例展示，探讨如何有效地进行数据收集与处理，最终展示出结论和研究意义，以期为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。

1.2 问题提出在桥梁船撞事件中，最关键的问题是如何准确地检测和鉴定事故的原因和责任。

由于桥梁船撞事件涉及多方利益关系，如船舶所有者、船员、桥梁建设者和监管部门等，因此对事故的准确检测和鉴定显得尤为重要。

问题的提出主要包括以下几个方面：如何确定事故的起因和发生地点是桥梁还是船只？如何判断事故是否为意外碰撞还是故意操作导致？如何区分事故的责任归属，包括船舶管理责任、桥梁建设质量责任等？基于以上问题，我们需要对桥梁船撞事件进行全面的检测和鉴定，以确定事故的真实原因，从而为事故调查和责任认定提供有效依据。

只有通过准确的检测和鉴定，我们才能更好地防范类似事故的再次发生，保障桥梁和船舶的安全运行。

1.3 研究目的引言：本文旨在通过对桥梁船撞事件的检测鉴定实例分析，探讨如何有效地利用现有技术手段对船舶与桥梁发生碰撞后的损伤情况进行检测和鉴定。

具体研究目的包括：1. 探讨桥梁船撞事件的特点和常见损伤类型，提供对相关事件的深入了解；2. 分析不同的检测鉴定方法的优缺点，为选择合适的技术手段提供参考；3. 通过实例分析，探讨如何合理收集和处理数据，确保准确展现事件损伤情况；4. 展示检测鉴定的结果，并对各种技术方法的效果进行评估和比较；5. 总结研究成果，展望未来可能的问题和研究方向，探讨本研究对相关领域的意义和启示。

船舶撞击力的计算

桥墩撞击力计算方法及应用1 概述对船舶等撞击桥梁墩台进行专门研究, 合理确定防撞设计标准及配套的安全设施, 显得紧迫而必要, 具有重要的现实意义, 而合理确定撞击力, 则是防撞设计首要的环节和基础。

船舶撞击力的选取是否恰当, 直接影响桥梁结构的安全性和桥梁方案的经济性。

在船只碰撞事故中, 要确定船对桥梁结构的碰撞力是非常复杂的, 既取决于船舶特性和桥梁结构, 包括船舶类型、尺寸、速度、船体强度和刚度, 桥梁撞击部位尺寸、形状、质量和测向抗力特性, 还受碰撞环境、撞击力的偏心和水深影响。

目前国内外对船舶撞击力虽有很多研究, 国内外的规范中也有相关规定, 但因撞击力计算是一个复杂的力学问题,国内外不同的规范所采用的方法不同, 计算结果相差也较大, 在实际应用中带来较大的困难。

2 撞击力计算方法简述2.1 船舶碰撞击力学过程经典力学中, 处理碰撞问题, 一般利用冲量定理和冲量矩定理来确定碰撞双方运动变化的关系, 以经验性的恢复系数k 来反映碰撞过程中机械能损失的程度, 其中相撞的两物体简化为质点, 未深究碰撞过程中的力的变化和量度以及具体材料抗冲击性、弹塑性及物体自身的结构组成问题。

然而桥梁下部结构与外物的碰撞过程远不像经典力学假设的“质点- 速度”系统那样简单。

漂浮物或船只以初速度与桥墩台接触, 双方碰撞的局部区域在瞬时冲击力下形成材料弹、塑性变形或脆性破坏; 接下来桥墩台发生弹性挠度变形并分别向上下传递, 导致上部结构与墩台顶部发生同步或异步位移, 地基土、岩体在瞬时作用下产生弹塑性变形; 接下来产生弹性变形的各部位依次恢复, 而塑性变形则仍然保留, 碰撞双方脱离开或是不再相互作用。

这一过程时间短、速度快, 由于影吶因素繁多, 对撞击荷载的计算比较复杂。

从工程角度而言,计算都趋于简单化, 省略掉次要因素。

2.2 目前常用的防撞荷载计算方法( 1) 公路桥涵设计通用规范漂流物横向撞击力公式F= WV/gT, 考虑了船舶吨位、飘流物速度及碰撞时间。

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
锕盏勇
（福州市交通建设集团有限公司，福建福州３００）５０９
摘要：出了一种采用独立墩柱作为大桥防船撞设施的设计方法．于弹性地基粱法及 “ 法” 提基ｍ
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ＭｉａｉｉｄｓＣｖｌ２０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０６
第２卷第３，０２７５期２１年月
Ｖｏ．５Ｎｏ３Ｊｌ０１１２，ｕｙ２２
宁波大学学报（理工版）
ＪＵＲＬＯＩＧＢＮＩＲＳＴＮＳＥ）ＯＮＡＦＮＮＯＵＶＥＩＹ（Ｅ
首届中国高校优秀科技期刊奖浙江省优秀科技期刊一等奖
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１０独立墩防撞系统的布置如图１示．０ｍ．所
方法针对具体的桥梁防船撞问题进行数值模拟分析［ ¨ 数值模拟研究表明，８．船舶的尺寸、吨位、航
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．
收稿日期：２１—４２．０２０－８宁波大学学报（工版）网址：ｔ：３ｂｎｕｄ．理ｈｔ／ｘ．．ｕｃｐ／ｂｅａ基金项目：国家自然科学基金（０７１１１８２０）；福建省交通厅科研项目（０１８２１１）．作者简介：何益勇（９３一），男，福建莆田人，工程师，１７主要研究方向：桥工程．－ｉｈｙｙｎ７＠１３ｃｒ路Ｅｍａ：ｅｉｏｇ３６．ｎｌｏ

散货船与桥墩碰撞力的经验公式与数值模拟对比研究

振
第３ｌ卷第１９期
动
与
冲击
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ
散货船与桥墩碰撞力的经验公式与数值模拟对比研究
潘
（１武汉理工大学交通学院，汉．武
晋，姜
伟，许明财
４０６；．ｅｔｒｒｅＴｃｎｌｙａｄＥｇｅｒｇ（ＥＴＣ，３０３２ＣｎｒｆｉｅｈｏｏｎｎｉｅｎＣＮＥ）ｅｏＭａｎｇｎｉ
ＴｃｎｃｌＵｉｒｔｏｉｏ，ｎｔｕｏＳｐｒｒｒｎｃ，Ｌｓｏ，ｏｔｇ１ｅｈｉｎｖｓｙｆｓｎＩｓｔｕｅｏｃｉａｅｉＬｂｉｔｉＴｏｉｎＰｒａ）ｂｕ
摘要：介绍了目前几种常见的船桥碰撞力估算公式，并采用这些公式分别计算了四艘三峡标准散货船在各种航
５０至３００ｔ００级散货船，而美国公路桥梁设计规范的船桥撞击力计算公式对该类型吨级船舶的碰撞力结果偏大。关键词：桥梁；碰撞力；有限元；防撞；船舶
中图分类号：Ｕ６６３文献标识码：Ａ
Ｃｏｐｒｓｎｏｏｌｓｏｏｃｔｅｒｄｅｎｄｂｋｃｒｉｒｍａｉｏｆｃｌｉｉｎｆｒｅｂｅｗｅｎｂｉｇｓａｕｌａｒｅｓｂｓｄｏｍｐｒｃｌｆｒｕａｎｕｍｅｉａｉｕｌｔｏａｅｎｅｉｉａｏｍｌｓａｄｎｒｃｌｓｍａｉｎ
第一作者潘

浅析经验公式法计算桥墩船舶撞击力

第16卷第11期中国水运 Vol.16 No.11 2016年 11月 China Water Transport November 2016收稿日期：2016-08-17作者简介：黄静（1984-），女，安徽人，本科，江苏东南工程咨询有限公司，中级工程师，研究方向为路桥设计、监理。

浅析经验公式法计算桥墩船舶撞击力黄静（江苏东南工程咨询有限公司，江苏南京 210018）摘要：主要研究长青沙大桥墩引桥桥墩船撞力识别，在建立了长青沙大桥11#桥墩的空间有限元模型后，对11#桥墩进行了动力特性分析，由船撞力曲线计算得到了船对桥墩的撞击响，通过仿真计算结果表明,由桥墩墩顶的响应可有效识别船舶撞击力的大小、方向和撞击位置,该神经网络可用于有、无噪声干扰的船撞力识别,并且具有良好的容错性和鲁棒性。

关键词：桥梁；船舶；撞击；受力计算中图分类号：U663 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2016）11-0051-02一、工程概况如皋长江大桥建设工程起于环岛东路止于沿江公路，全长3,230m，按双向四车道一级公路标准建设，设计速度为80km/H，设特大桥一座，全长1,046m，桥跨布置为(7×35)m+(95+218+95)m+(5×35)m+(6×35)m，桥梁宽度为26.5m。

主桥上部结构：双塔单索面预应力混凝土斜拉桥，主梁采用鱼腹式预应力混凝土连续箱梁；主塔采用预应力混凝土，仙鹤造型。

斜拉索采用平行钢丝索，扇形单索面，拉索间距为6m，端部加密至3m。

引桥上部结构：144片35m 装配式预应力混凝土连续箱梁。

主桥桥墩：采用实体墩，下接承台，基础为D=2.0m 钻孔灌注桩；引桥桥墩：采用柱式墩，上接盖梁，下接承台，基础为D=1.2m 钻孔灌注桩；桥台：采用肋板式桥台，基础为D=1.2m 钻孔灌注桩。

二、经验公式法船撞力的计算 1．计算船型及相关计算参数的选取长青沙大桥的通航等级是三级内河航道，根据《内河通航标准》表1-1可得对应的船舶吨级为1,000t，舶满载后的排水量是1,500t。

桥梁船撞后检测鉴定实例分析

桥梁船撞后检测鉴定实例分析本文通过分析一起桥梁船撞后检测鉴定案例，介绍了桥梁船撞后检测鉴定的方法和技巧，以及如何进行检测鉴定。

案例背景某市某大桥在使用过程中，发生了桥梁船撞的事故。

事故原因是一艘航行方向不清的船只误入航道，导致直接撞上桥墩，损坏了桥身。

事故发生后，基础设施管理部门立即组织检测鉴定专家组，对桥梁的受损情况进行了评估鉴定。

检测方法评估鉴定专家组通过现场勘查、非破坏检测、拍摄记录等方法，对桥梁的损伤情况进行了评估。

具体方法如下：1.现场勘察专家组到达现场之后，首先进行现场勘察，了解桥梁的实际损伤情况，包括桥身损伤位置、程度等。

2.非破坏检测专家组利用超声波、磁粉探伤等非破坏检测方法，对桥梁损伤部位进行了检测，获得了更为详细的损伤情况。

3.拍摄记录专家组对桥梁受损部位进行了拍摄记录，并测量桥梁的边跨、梁间跨等数据，以供后续分析和评估。

检测结果基于以上方法，专家组对桥梁的损伤进行了评估，并得出了如下的检测结果：1.主梁损伤：主梁受到严重影响，出现开裂、变形等情况，需要进行加固维修。

2.钢箱梁损伤：钢箱梁的局部区域出现了压伤和撕裂，需要进行修复。

3.桥墩损伤：部分桥墩被撞击后出现了明显裂缝，需要进行加固和修补。

综合评估基于以上的检测结果，专家组对桥梁的损伤情况进行了综合评估。

评估结果表明，桥梁受到了严重影响，部分部位需要进行加固和修复，以保证桥梁的安全通行。

总结桥梁船撞后检测鉴定是保证基础设施安全使用的重要环节。

在实际操作中，需要采用多种检测、评估方法，获得全面、准确的数据，并进行综合评估，以便及时采取有效的维修措施，确保基础设施的安全稳定。

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].。

桥墩防撞等级评估方法及其应用

第36卷第4期交通科学与工程Vol.36 No.4 2020年 12月JOURNAL OF TRANSPORT SCIENCE AND ENGINEERING Dec. 2020文章编号：1674−599X(2020)04−0088−06桥墩防撞等级评估方法及其应用刘意1，王国华2，李年航2，彭建新1(1. 长沙理工大学土木工程学院，湖南长沙 410114；2. 广佛高速公路有限公司，广东广州 510000)摘要：为评估现有桥梁的防撞等级，设置防撞措施，降低船撞桥事故的风险概率。

以雅瑶大桥为工程背景，通过Midas有限元软件，建立桥墩受力模型；结合混凝土强度破坏理论，计算桥墩承载力；利用船撞力计算公式，计算船舶撞击力；依据Aashto提出的计算方法，计算桥梁的倒塌概率。

计算结果表明：雅瑶大桥通航孔的9#和10#桥墩均为低风险，该方法评估船桥碰撞风险可行，可为其他桥梁的设计和船舶安全通航提供依据。

关键词：船桥碰撞；有限元模型；风险评估中图分类号：U443.22 文献标志码：AAssessment method and application of anti-collision grade of bridge pierLIU Yi1, WANG Guo-hua2, LI Nian-hang2, PENG Jian-xin1(1. School of Civil Engineering, Changsha University of Science & Technology , Changsha 410114, China;2. Guang of Expressway Co., Ltd., Guangzhou 510000, China)Abstract: In order to evaluate the collision prevention level of existing bridges and guide the setting of collision prevention measures, to reduce the risk probability of ship-bridge collision accidents. This paper is based on Yayao Bridge, the bridge pier stress model is established by Midas finite element software, and the bearing capacity of the bridge pier is calculated based on the theory of concrete strength failure. The ship collision force is calculated by ship collision force formula, and bridge collapse probability is calculated according to Aashto code. The calculation results show that the navigation hole No. 9 and No. 10 piers of Yayao Bridge are of low risk. This method can provide a basis for the design of other bridges and safe navigation of ships.Key words: ship bridge collision; finite element model; the risk assessment中国现有公路桥梁80万余座，铁路桥梁也已超过20万座。

桥梁船舶撞击力分析方法研究

桥梁船舶撞击力分析方法研究摘要：船舶撞击是跨江、跨海大桥在设计、运营阶段所需要考虑的一项重要的风险因素。

为研究桥梁在船舶撞击作用下的撞击力，本文首先介绍了几种常用的船舶撞击力经验公式及规范公式分析方法，然后应用上述方法对长江上游某公铁两用桥梁桥墩的撞击力进行了研究，系统对比了几种分析方法的计算结果。

研究结果表明，不同理论公式的船撞力计算值差异较大，在使用上述公式时一定要考虑各公式计算局限性，计算结果仅可作为参考值。

关键字：桥梁；船舶；撞击力；经验公式；规范公式1 引言随着我国经济建设的快速发展，使得交通运输业的发展越来越快，伴随而至的是越来越多跨越江河的桥梁。

然而桥梁是跨越江河的通道，但是对于航行的船只来说则是一种障碍。

近些年经常发生船桥相撞这类事故，其不仅对人员的生命造成了很大的伤害，也对环境造成了一定程度的污染，且桥墩遭受撞击后坍塌的损失是非常巨大的[1]。

目前在中国，由于交通运输的需要，不仅已经在许多航运繁忙的江河上建造了桥梁，而且还在计划建造更多的跨度更大的桥梁。

另外也正因为交通运输业的发展，使得船舶的尺寸越来越大以及排水量越来越大，导致桥梁因此受到的撞击事故逐渐增加。

这类事故会造成桥梁坍塌、船舶毁损、人员伤亡、环境污染以及水路和陆路的运输干线中断等一系列的恶果，故对社会和经济造成了严重影响。

船舶与跨越航道的桥梁发生碰撞已经成为跨河海桥梁设计中的一个重要问题[2]，因此，各国学者及规范也都提出了相应的计算理论和方法[3]~[6]。

2 船舶撞击力计算方法桥梁船撞力的确定是研究船桥碰撞问题的关键，各国的研究者们都根据自己的研究成果提出了桥梁船撞力的简化计算公式，各国在制定桥梁设计规范时，也都参考了一些经验公式和简化公式。

下面，就一些常用的经验公式及规范进行介绍。

（1）沃辛公式Woisin教授对24个四万吨以上的散装货轮的与刚性墙壁的撞击进行了缩小比例的模型试验，碰撞速度约为8m/s，总结出的散装货船对刚性桥墩的关于时间平均的有效撞击力的经验公式：式中：F为漂流物平均撞击力（kN）W为漂流物重力（kN），应根据河流中漂流物情况，按实际调查确定；V为水流速度（m/s）；T为撞击时间（s），应根据实际资料估计，在无实际资料时，可用1s；g为重力加速度，g=9.81（m/s2）。

桥梁船撞后检测鉴定实例分析

桥梁船撞后检测鉴定实例分析桥梁船撞后的检测鉴定是指在桥梁受到船只撞击后，进行相关检测与鉴定工作，以确定桥梁受损程度、安全性和可修复性。

本文将以某桥梁船撞案例为基础，介绍桥梁船撞后检测鉴定的具体过程和分析方法。

案例描述：在某省的X大桥上，一艘货船撞击了该桥的中间墩柱。

事故发生时，桥梁主梁出现明显的开裂，部分钢筋露出，且部分连接点也出现破损。

桥墩柱的一侧出现明显位移和倾斜现象。

相关部门决定对桥梁进行全面的检测和鉴定。

1. 桥梁结构检测：桥梁结构检测是对桥梁结构是否有问题进行评估的重要步骤。

针对该案例，可以使用以下方法进行检测：1)目测检查：全面检查主梁、墩柱、连接点及其他部位是否出现明显的破损、开裂、位移等情况。

2) 超声波检测：对主梁和墩柱进行超声波检测，查看内部是否存在裂纹和损伤。

3) 振动测试：通过在桥梁上施加激振力，并监测振动响应，以评估结构的稳定性和刚度。

2. 桥梁安全性评估：通过对桥梁结构进行检测，可以初步评估桥梁的安全性，即是否具备继续使用的条件。

在该案例中，根据检测结果，如果发现了以下情况，说明桥梁存在安全隐患：1) 主梁出现明显裂缝和钢筋暴露；2) 连接点严重破损，无法保证结构的正常承载能力；3) 墩柱位移和倾斜较为明显，其稳定性受到了严重破坏。

3. 桥梁修复可行性评估：针对发现的桥梁结构问题，进行修复可行性评估是非常重要的。

通过评估修复成本、修复工期和修复后的结构安全性，来确定是否修复。

在该案例中，可能需要进行以下评估：1) 修复成本评估：根据桥梁结构问题的具体情况，进行修复方案设计和成本估算，以确定修复的经济性。

2) 修复工期评估：估算桥梁修复所需的时间，考虑修复施工所需的工艺和方案，并综合考虑交通影响等因素。

3) 修复后结构安全性评估：在确定修复方案后，通过计算和模拟分析修复后的结构安全性，评估修复后的桥梁是否满足使用条件。

桥梁船撞后的检测鉴定是一个非常复杂的过程，需要通过多种检测手段和评估方法，全面了解桥梁的损伤程度和安全状况，确定是否需要修复。

船舶与桥墩碰撞力计算及桥墩防撞

船舶与桥墩碰撞力计算及桥墩防撞梁文娟金允龙陈高增（上海船舶运输科学研究所）[摘要］对船舶与桥墩碰撞动力学理论进行了讨论，提出船舶碰撞模拟计算方法，进行实例应用，并对桥墩防撞问题进行了初步讨论。

关键词船舶桥墩碰撞计算桥墩防撞一、概述横跨在航道上的桥梁，可能遭受船舶碰撞，为了抵抗船撞力，桥墩的设计必须考虑船撞力的作用。

船舶碰撞桥墩时的撞击分析涉及许多因素，其中主要的是船舶类型、航行速度、撞击角度等。

在最近几十年有很多方法研究船舶碰撞载荷，但大部分这些方法的基础是两个经典的研究。

一个是由Minorsky在1959年提出的［l］，Minorsky曾为设计美国核动力船舶系统地研究了船舶的碰撞。

第二个基本研究是Woisin［2」在1967～1976年间为了设计原子能船的保护结构，进行了一些高能船舶碰撞模拟试验。

一些学者将船/船碰撞也应用于船舶撞击桥梁，因为它们有相同的机理。

碰撞特性是与碰撞情况有关的，即较大的碰撞和较小的碰撞有不同的特性。

但这对不同的船舶又有不同的概念。

一般，碰撞时如船壳极发生严重的凹陷，但单体船的外板或双体船的内壁未发生裂缝，则分类为较小的碰撞（也即低能量碰撞）。

如碰撞引起大的非弹性变形和船壳板的破裂，则就是大的碰撞。

对不同类型的碰撞，由于结构的响应不同，使用的分析方法也有差别，主要是在分析内部机理方面有不同的方法。

例如，屈服一破坏形式用来研究较小的碰撞，而侵入一破坏形式用来研究较大的碰撞。

船舶碰撞的试验研究是很复杂的课题，对模型试验来说，船舶的碰撞还包括大量的非弹性性能和非线性影响，相当尺度难以做到。

如软钢是对应变率敏感的材料，对各种结构构件的动塑性响应有重要的影响。

AKita[3]等进行了一些理想的静和动的船舶碰撞模型试验，观察到动行试验吸收的能量大于相应的静荷试验的结果，这是由于材料应变敏感率的影响。

了解船舶碰撞机理，最好的方法是进行全尺度的试验。

这可以用旧船进行实船碰撞试验，或收集实际船舶碰撞的数据。

桥墩遭受船舶撞击的数值模拟法及其动态响应的研究

桥墩遭受船舶撞击的数值模拟法及其动态响应的研究田力;邱志雄【摘要】桥梁防撞结构的设计需要研究桥梁遭受船舶撞击时的动态响应并获得准确的碰撞力.运用LS-DYNA软件建立了1座分离式桥墩模型和1艘3 000 t级的散货船模型来模拟船桥碰撞的过程.为了考虑流体在碰撞过程中的作用,计算时分别以不考虑流体影响、附加质量和流构耦合3种计算模型来分析、比较流体对船桥碰撞响应的影响,并得出以下结论:不同的计算模型的系统能量变化和船舶碰撞力基本一致,流体的存在对碰撞力的影响较小;桥墩的水平位移响应要滞后承台约0.2s,附加质量模型的桥墩和承台水平位移比其余2种模型要略大;附加质量模型的计算结果与流构耦合模型的计算结果基本一致,但附加质量模型具有更高的计算效率,其计算用时仅为流构耦合模型用时的2/5.【期刊名称】《交通信息与安全》【年(卷),期】2014(032)006【总页数】7页(P120-126)【关键词】桥梁;船舶撞击;分离式模型;动态响应;附加质量;流构耦合【作者】田力;邱志雄【作者单位】天津大学建筑工程学院天津300072;天津大学土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072;曼彻斯特大学机械航天与土木工程学院英国曼彻斯特 M13 9PL;天津大学建筑工程学院天津300072【正文语种】中文【中图分类】U447在运输繁忙的内河与沿海航道上，船舶碰撞桥梁的事故时常发生，造成桥梁和船舶的损伤。

特别是近几十年来，我国经济迅猛发展，在城市化进程加速过程中，跨江、跨海大桥的大量兴建，以及水运需求量的不断增长使得各运输水域的船舶通航量大幅度增加。

这一系列的变化极大地方便了人们的生活，促进了社会的发展，但同时也使得船舶撞击桥梁的事件发生的更加频繁。

在研究船－桥碰撞问题时，获得准确的碰撞力、变形等响应是研究的主要目的。

由于桥梁配筋的复杂性，已有的数值模拟研究中的桥梁下部结构多采用整体式模型，通过提高混凝土的强度来考虑钢筋的影响。

桥墩在船桥碰撞中的响应及损伤分析

桥墩在船桥碰撞中的响应及损伤分析
01 引言
03 响应分析 05 结论
目录
02 背景 04 损伤分析
引言
桥墩是桥梁的重要组成部分，对于保障桥梁的结构安全与稳定具有至关重要的作用。然而，在船桥碰撞事件中，桥墩可能受到严重冲击，导致其结构损伤与破坏。本次演示将围绕桥墩在船桥碰撞中的响应及损伤分析展开讨论，旨在深入了解桥墩在船桥碰撞中的行为特性，为桥墩的保护和修复提供理论依据。
2、桥墩损伤模式及其影响因素
桥墩在船桥碰撞中的损伤模式主要包括裂缝、断裂和局部压碎等。损伤模式主要受到桥墩的结构类型、材料强度、碰撞角度和冲击力大小等因素的影响。此外，桥Байду номын сангаас的损伤还与其自身的历史损伤、施工质量等因素有关。
3、桥墩损伤评估方法及建议
对于桥墩的损伤评估，可以采用目视检查、无损检测和有限元分析等方法。目视检查可对桥墩的表面损伤进行评估，无损检测技术（如超声波检测、射线检测等）可对桥墩内部损伤进行检测，有限元分析可通过模拟碰撞过程，对桥墩的损伤进行更精确的评估。针对评估结果，可以提出相应的修复建议，如采用加固措施、裂缝修补等。
（3）加固措施：对于整体结构损伤较轻的桥墩，可以采用碳纤维加固、钢板加固等方法提高其承载能力和稳定性。
结论
本次演示通过对桥墩在船桥碰撞中的响应及损伤分析，得出以下结论：
1、桥墩在船桥碰撞中受到的冲击力主要取决于船舶的速度、质量和撞击角度，其响应特征表现为振动、位移和应力的变化。
2、桥墩的损伤模式主要包括裂缝、断裂和局部压碎等，影响因素有结构类型、材料强度、碰撞角度和冲击力大小等。此外，桥墩的损伤还与其自身的历史损伤、施工质量等因素有关。
（4）有限元分析：通过模拟碰撞过程，分析桥墩的应力分布和位移变化，评估其损伤程度和稳定性。

桥墩撞击力计算方法

船舶对桥梁的撞击是桥梁设计需要十分重视的课题,不同的计算方法结果差异很大。

文章结合广东东江水系上在建桥梁的实例,对国内外现行的防撞设计研究方法进行分析与比较,并根据工点情况选用适合的研究方法。

关键词:桥墩;船撞力;分析;运用1概述随着交通运输事业的迅猛发展,一个综合的立体运输体系正在国内迅速发展,跨越大江大河及海洋的桥梁日益增多。

与此相对应,在建和已建成的桥梁被撞事故也逐年增加。

据统计,长江上发生的船撞桥事故超过120起,其中武汉长江大桥被撞就达68次。

2007年6月发生的九江大桥桥墩被撞,导致出现200m长桥面垮蹋、数人死亡的重大安全事故。

因此,对船舶等撞击桥梁墩台进行专门研究,合理确定防撞设计标准及配套的安全设施,显得紧迫而必要,具有重要的现实意义,而合理确定撞击力,则是防撞设计首要的环节和基础。

船舶撞击力的选取是否恰当,直接影响桥梁结构的安全性和桥梁方案的经济性。

在船只碰撞事故中,要确定船对桥梁结构的碰撞力是非常复杂的,既取决于船舶特性和桥梁结构,包括船舶类型、尺寸、速度、船体强度和刚度,桥梁撞击部位尺寸、形状、质量和测向抗力特性,还受碰撞环境、撞击力的偏心和水深影响。

目前国内外对船舶撞击力虽有很多研究,国内外的规范中也有相关规定,但因撞击力计算是一个复杂的力学问题,国内外不同的规范所采用的方法不同,计算结果相差也较大,在实际运用中带来较大的困难。

本文结合广东东江水系太阳洲东海航道上正在建设的一座桥梁为例,结合国内公路、铁路现行规范,美国AASHTO规范和目前运用较为广泛的德国沃辛公式,对桥墩撞击力计算方法及运用做简单分析。

2撞击力计算方法简述经典力学中,处理碰撞问题,一般利用冲量定理和冲量矩定理来确定碰撞双方运动变化的关系,以经验性的恢复系数k来反映碰撞过程中机械能损失的程度,其中相撞的两物体简化为质点,未深究碰撞过程中的力的变化和量度以及具体材料抗冲击性、弹塑性及物体自身的结构组成问题。

桥墩撞击力计算方法

船舶对桥梁的撞击是桥梁设计需要十分重视的课题,不同的计算方法结果差异很大。

文章结合广东东江水系上在建桥梁的实例,对国内外现行的防撞设计研究方法进行分析与比较,并根据工点情况选用适合的研究方法。

关键词:桥墩;船撞力;分析;运用1概述随着交通运输事业的迅猛发展,一个综合的立体运输体系正在国内迅速发展,跨越大江大河及海洋的桥梁日益增多。

与此相对应,在建和已建成的桥梁被撞事故也逐年增加。

据统计,长江上发生的船撞桥事故超过120起,其中武汉长江大桥被撞就达68次。

2007年6月发生的九江大桥桥墩被撞,导致出现200m长桥面垮蹋、数人死亡的重大安全事故。

船舶撞击力的选取是否恰当,直接影响桥梁结构的安全性和桥梁方案的经济性。

在船只碰撞事故中,要确定船对桥梁结构的碰撞力是非常复杂的,既取决于船舶特性和桥梁结构,包括船舶类型、尺寸、速度、船体强度和刚度,桥梁撞击部位尺寸、形状、质量和测向抗力特性,还受碰撞环境、撞击力的偏心和水深影响。

桥梁遭受船舶撞击的案例分析及应对措施探讨

桥梁遭受船舶撞击的案例分析及应对措施探讨摘要：随着我国跨江海大桥的日益增多和船舶运输业的快速发展，桥梁遭受船舶撞击的事故时有发生，轻则使桥梁受损，重则导致桥梁垮塌造成人亡、船沉等严重后果，而且事故的发生也会带来巨大的社会经济损失。

因此，船舶撞击桥梁事故必须引起高度重视。

本文对桥梁遭受船舶撞击的实际案例进行原因分析，并对相应的应对措施进行了有关探讨。

关键词：船撞桥梁；原因分析；应对措施1.船撞桥梁事故的回顾由于跨江海大桥的大量兴建，通航船舶的数量剧增，水上运输业的飞速发展，再加上桥区环境的不断变化等等，导致船撞桥梁事故频发。

下表统计了部分撞桥事故发生的时间、地点以及死亡人数。

2.船撞桥梁事故的原因分析2.1桥梁方面的原因（1）桥梁由于设计不合理，施工不规范，建筑材料质量不合格等原因导致桥梁强度和可靠度不够。

当发生船撞桥事故时，使得桥梁更容易损坏，造成更大的损失。

（2）部分桥梁修建时间较早，当时的船舶运输规模也较小，所以在修筑桥梁时，考虑通航水域的航运量比较保守，再加上当时的船舶尺寸小、吨位小，因此满足通航要求游刃有余。

但随着近些年来社会经济快速发展，自由贸易和水上运输需求量急速增长，船舶数量越来越多，吨位也越来越大，当时修建的桥梁已不能满足当下船舶自由通行的要求，所以导致了近年来船撞桥梁事故的频发。

比如广州的沙口大桥，因被某船身超高的船只撞击而使其桥身受损。

2.2船舶方面的原因在航行过程中，如果船舶机械设备出现故障，船舶关键功能受到损伤，那么就有可能导致撞桥事故的发生。

比如四川涪江一艘渡轮因为舵机失灵而导致其失控，最后撞桥倾覆，多人遇难。

2.3环境条件的原因（1）通航水域沿线警示设施设置不合理，桥梁通航高度标示、宽度标示不规范，桥区周围助航标志设置不完善等等，这些都有可能误导相关人员，增加撞桥事故发生的概率。

（2）在行船过程中，如果遇到不好的天气（如大雾、暴雨使得能见度低，大风使得船舶失控等等），在一定程度上会影响相关人员的判断和操作，影响船的正常行驶，严重时将导致船撞桥梁事故的发生。

系杆拱受船舶撞击后的计算分析及加固措施

具有塑性、变、变、力刚化等性能。蠕徐应采用ＡＮＹＳＳ中刚体一柔体的面一面接触单元模拟桩土之间的相互作用，与土体接触的桩基表面为刚性面，将刚性面作为 “ 目标 ” 面，用ＴｒｅＴ元来模拟，ａｇｌ０单元在３ａｇｌ０单Ｔｒｅ７Ｄ情况下
收稿日期：００１－１２１— ２２作者简介：欣建（９０）男，东Ｉ人，程师，事工丛１８一．山朐丁从
２计算分析
２１单元类型的选取．
程管理工作：
模拟时考虑了上、下系梁及盖梁对结构的整
图１桥梁被撞后照片
１工程概述
瓯江五桥位于温州市永嘉桥头附近，跨越瓯江，南桥全长４７４南桥上部结构主跨采用０．４ｍ，６．ｍ预应力混凝土系杆拱，２８引桥采用２５ｍ预应力混凝土Ｔ梁及１预应力混凝土空心板梁，６ｍ桥
用的机理本身就比较复杂，加之船舶撞击力带有
一
左右被一艘空载挖沙船撞击（图１，部结构见）上发生较大横桥向变位，础下系梁、产生较大裂基桩缝（图２图３。有关部门立即采取了相应措施，见、）
说明桩身最不利截面的正截面强度已不满足规范

靠船墩船舶撞击力计算方法及影响因素研究

靠船墩船舶撞击力计算方法及影响因素研究摘要：靠船墩船舶撞击力计算方法及影响因素研究是国际航运界关注的热点问题之一。

本文将介绍靠船墩船舶撞击力计算方法的数学模型和实验验证，分析影响撞击力的因素，包括船舶速度、撞击角度、船型特性等因素。

通过研究，确定了影响撞击力的主要因素，并提出相应的措施，以保障港口安全。

关键词：靠船墩，船舶撞击力，计算方法，影响因素，港口安全一、背景介绍随着全球货运量的快速增长，港口的使用率也越来越高，随之而来的是船舶与港口设施之间的碰撞事故越来越频繁。

其中，船舶在靠船墩过程中的撞击事故是造成重大损失的主要原因之一。

因此，在确保港口安全的前提下，研究靠船墩船舶撞击力计算方法及影响因素，具有重要的理论和实践意义。

二、靠船墩船舶撞击力计算方法（一）数学模型靠船墩船舶撞击过程是一个复杂的力学问题，需用数学模型进行描述。

通常采用刚度法对靠船墩船舶撞击力进行计算。

该方法认为在瞬间碰撞过程中，靠船墩和船舶刚度是相等的，撞击的能量被分为吸收和反射能量两部分。

具体地，靠船墩的弹性系数可以表示为：Kp = 4×Ep / Lp式中，Ep为靠船墩的弹性模量，Lp为靠船墩长度。

船舶的弹性系数可以表示为：Ks=2×Es×Iy/Ls式中，Es为船壳材料的弹性模量，Iy为船身横截面面积转动惯量，Ls为船长。

（二）实验验证通过实验验证计算方法的正确性和精度，是一项必要的研究工作。

实验通常采用模型船进行，其船型和受力部位与实际船舶相同。

模型船靠近碗形靠船墩时，以不同速度和角度进行撞击，记录撞击时的受力数据。

通过将实验数据与计算结果进行比较，可以验证计算方法的可靠性。

三、影响因素分析（一）船舶速度随着船舶速度的增加，撞击力也随之增加。

当船舶速度超过一定限制时，撞击后的损坏程度将非常严重。

（二）撞击角度撞击角度的变化对撞击力有着很大的影响。

当船舶接近靠船墩垂直方向时，撞击力较大；当船舶与靠船墩平行时，撞击力最小。

桥墩的船撞力运算及柔性防撞装置设计指南

桥墩的船撞力运算及柔性防撞装置设计指南下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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