承压舟浮桥结构的内力分析与探讨
双体承压舟浮桥在哇加滩黄河特大桥的应用
双体承压舟浮桥在哇加滩黄河特大桥的应用摘要：在哇加滩黄河特大桥中选取双体承压舟浮桥能够有效解决黄河两岸施工过程中的运输通道布设问题，在浮桥施工应用中属于较为成功的案例。
能够全面提升两岸各类运送机械、施工设备、材料的便捷性，保障水上建设通道的畅通性。
关键词：双体承压舟浮桥；拼装架设；运行管理一、工程基本概率概述哇加滩黄河特大桥在青海省内是首座大跨径双塔斜拉桥，索塔设为H型，主跨跨径是560m，全长为1000m。
哇加滩黄河特大桥在青海省内，桥位属于黄河水洗，主桥在公伯峡水库分布库区，渡河通道实际建设位置在此区域进行布设，其中黄河北岸属于侵蚀堆积河谷阶地地貌，交通条件较好。
二、栈桥方案与浮桥方案应用对比通过搭设栈桥能够全面提升施工连续性，施工安全性、快捷性较高，后期维护量较少，不会受到严重的天气情况影响，能够适应不同情况的输送要求，但是在前期施工中投入的技术与成本较高。
河段跨越区域在书库区域，水域较深，栈桥在实际设计过程中具有较大风险性，影响要素较多，对后续施工会造成较大困难。
搭设浮桥能够提升施工通道安全性、连续性，便于维护保养，不会受到外部天气条件影响，在多种条件下都能有效满足基本输送要求，施工便捷度较高，能够实现通行效益。
通过对不同影响要素对比能够发现，目前可以选用浮桥方案[1]。
表1 双体承压舟浮桥技术参数三．双体承压舟浮桥在哇加滩黄河特大桥的应用浮桥在抢险、军事等领域应用范围较广，通过舟桥器材能够搭设浮桥，具有较好的机动性能，实际架设与拆卸速度较快，在实际应用中受到江水水深影响较小，门桥与浮桥之间能够进行相互转换。
通过舟桥器材搭设浮桥，能够适应的水流流速是2.5m/s至3.5m/s，载重量需要控制在80t之下。
可以选用结合的漕渡门桥，实际载重量较高。
当前舟桥器材能够搭设不同吨位的浮桥，然后再结合漕渡门桥进行应用。
哇加滩黄河特大桥主要是将浮桥应用特点进行优化，选取双体承压舟搭设的桥脚舟分置式浮桥。
浮桥涉及到的知识和原理
浮桥涉及到的知识和原理浮桥是一种用于架设在水面上的临时桥梁，常见于军事、工程和紧急救援等领域。
浮桥的设计和运用涉及到多个知识和原理，包括力学、材料学、水力学等学科。
浮桥的设计需要考虑力学原理。
浮桥需要能够承受人员、车辆和装备的重量，同时还要能够抵抗水流和风力的作用。
因此，浮桥的设计需要根据所需承载能力和使用环境来选择合适的材料和结构形式。
一般来说，浮桥采用钢材、木材、塑料等材料制作，常见的结构形式有悬索桥、拱桥和梁桥等。
浮桥的浮力原理也是设计的关键。
浮力是指物体在液体中受到的向上的浮力，它的大小等于所排开的液体的重量。
浮桥利用浮力来提供支撑力，使其能够漂浮在水面上。
根据阿基米德原理，浮桥的浮力等于其所占据的液体的体积乘以液体的密度和重力加速度。
因此，设计浮桥时需要确保浮力能够平衡桥梁和负载的重量，保证浮桥的稳定性和安全性。
浮桥的稳定性和漂浮性还受到水流和风力的影响，因此需要考虑水力学原理。
水流的作用会给浮桥施加水平力和垂直力，而风力则会给浮桥施加侧向力。
为了确保浮桥的稳定性，需要通过对水流和风力的研究来进行合理的设计和布置。
一种常见的方式是在浮桥的两端加设锚点，通过绳索或缆绳将浮桥固定在两岸，以减小水流和风力的影响。
浮桥的使用还需要考虑实际情况和操作原理。
比如，在军事行动中，浮桥通常需要在短时间内迅速架设和拆除，因此需要考虑浮桥的可移动性和可拆卸性。
而在工程施工中，浮桥的设计需要考虑施工工艺和安全要求。
在紧急救援中，浮桥需要能够承载救援人员和设备，以便快速通过水面到达灾区。
浮桥涉及到的知识和原理包括力学、材料学、水力学等多个学科。
通过对这些知识和原理的研究和应用，可以设计出稳定、安全和适用于不同环境的浮桥。
浮桥的运用不仅能够满足人们的交通需求，还能在军事、工程和紧急救援等领域发挥重要作用。
桥梁结构的力学性能与荷载分析
桥梁结构的力学性能与荷载分析桥梁作为一种重要的交通建筑，承载着人们的出行需求。
为了确保桥梁的安全可靠运行，我们需要对桥梁的力学性能和荷载进行分析。
本文将针对桥梁结构的力学性能与荷载进行探讨，以及相关分析方法。
一、桥梁结构的力学性能在分析桥梁的力学性能之前，我们首先了解桥梁结构的基本组成。
桥梁通常由上部结构和下部结构组成。
上部结构主要包括桥面、桥面板、挡梁和支承，而下部结构包括墩台和桥基。
在实际使用中，桥梁需要承受来自于自身重量、行车荷载、风荷载、地震荷载等多种荷载的作用。
因此，桥梁的力学性能是指桥梁在承受外力作用下的变形、应力和稳定性等性能。
具体包括以下几个方面：1. 桥梁的刚度和变形：刚度是指桥梁在受力作用下的抵抗变形的能力。
刚度越大，桥梁的变形越小。
变形包括水平变位、纵向变形和结构倾斜等。
2. 桥梁的应力和应变：应力和应变是描述桥梁材料受力程度的物理量。
通过对桥梁结构进行受力分析，可以计算出桥梁中各个构件的应力和应变情况，确保各个构件处于安全稳定的状态。
3. 桥梁的稳定性：稳定性是指桥梁在承受外力作用下的平衡性。
桥梁的稳定性分析主要包括对反力、倾覆、滑移和锚固等方面的考虑。
二、桥梁荷载分析桥梁工程设计中，荷载分析是至关重要的一步。
合理分析桥梁所承受的荷载，是确保桥梁结构安全的基础。
1. 桥梁自重：桥梁自身的重量需要考虑在荷载分析中。
根据桥梁的具体形式和材料，可以计算出桥梁各个构件的自重情况。
2. 行车荷载：行车荷载是指车辆通过桥梁时施加在桥梁上的荷载。
根据车辆种类、数量和行驶速度等因素，可以计算出行车荷载的大小。
3. 风荷载：风荷载是指风对桥梁产生的压力和力矩。
风荷载的大小与风速、风向、桥梁的几何形状和曝露程度等因素有关。
4. 地震荷载：地震荷载是指地震对桥梁结构的作用。
地震荷载的大小与地震力、桥梁的自振周期和地震动特征等密切相关。
三、桥梁力学性能与荷载分析方法为了准确分析桥梁的力学性能和荷载，工程师们通常使用各种计算方法和工具。
浮桥码头与趸船配合型式的调研
浮桥码头与趸船配合型式的调研作者：孙志伟曹瑞祥江守柱来源：《中国新技术新产品》2013年第22期摘要：在浮桥的基础设施中，码头与趸船都是非常重要的部分，码头与趸船采用何种配合型式直接关系到浮桥的安全运行。
本文对多座浮桥的码头与趸船的配合型式进行了调查与研究，总结了浮桥上码头与趸船的配合型式各种优缺点，并提出了解决这些问题的一些措施。
关键词：浮桥；码头与趸船；调查与研究中图分类号：TV53 文献标识码：A一、概述码头与趸船都是黄河浮桥中重要的组成部分，它们的好坏直接关系到浮桥能否安全、有效的运行。
根据对多座黄河浮桥的调查，发现有很多浮桥由于趸船设置或与码头配合不当造成多起安全事故。
如趸船搁浅造成底部漏水存在较大安全隐患、趸船吨位过小造成车辆上下桥时起伏过大存在中安全隐患等。
因此，在黄河浮桥的安全管理中，如何对趸船采取有效措施使车辆在上下桥时安全可靠的通行是一项非常重要的课题。
二、浮桥趸船及码头的型式介绍根据对黄河下游三十余座浮桥的调查发现，目前，浮桥码头普遍采用主要采用以下几种型式：一是混凝土浇灌在浮桥搭建前，对码头进行硬化处理，用混凝土进行浇筑。
该种方式地基处理的好，利于与趸船及跳板的连接，同时与两侧道路的过渡也好；缺点是当河势或水位发生改变时，码头不能随之进行调整。
二是直接用碎石块堆砌、铺垫形成的码头该型式码头施工简单，且当河势或水位发生改变时，码头能随之进行相应的调整。
缺点是石块能对趸船底部造成极大的破坏，甚至使趸船漏水，造成大的安全隐患。
三是利用河道的自然形式，直接将趸船承压舟进行假设该形式主要位于河道非主溜处，码头以黄河细沙为主，趸船位于此处常年基本处于旱地状态，有利于保护趸船及承压舟。
缺点是受河势影响非常大，且不易调节。
目前，在黄河浮桥上，趸船（也称岸边舟）所采用的型式主要有以下几种：一是单体船式，采用该种型式的趸船为增大船舶的排水量，提高车辆上下桥的稳定性，减小起伏，使船舶主尺度尽量加大，特别是长度受限的情况下，进一步加大了船舶的宽度。
浮桥设计与分析要点
浮桥设计与分析要点浮桥设计与分析要点一.浮桥设计和分析的要点目的是为了说明浮桥设计和分析的程序。
由于浮桥仅是桥梁的一种特殊形式，所以浮桥的设计也应该遵循通用桥梁的一般设计原则，但也需要提出一些针对浮桥的具体标准。
日本防腐蚀工程学会JSCE(是The Japan Society of Corrosion Engineering的英文缩写)基于性能设计格式已经出版了设计指导书。
表4是根据指导书概括出主要设计程序。
二.浮桥设计基本方案考虑要点路况：路况的细节，如分类、设计速度、宽度、净空界限、车道等应按道路组织规划图来设计。
性能：浮桥最终性能应由在自然载荷作用下，如风、水波、流速、车辆交通等，浮桥的动力学响应特征来判断。
浮桥结构：对于浮桥结构设计，应该考虑桥体结构，支撑结构，如在高潮汐、低潮汐时或在最大流速情况时水位变化和浮桥结构的运动情况。
浮桥图纸：桥的设计图，如浮桥位置和类型，应遵循治理该水域的一些原则。
设计图还应包括日常维护和管理要求，以确保浮桥高性能运转，同时还应有耐用结构、检查和管理设施说明书。
环境：在浮桥设计过程中，通过充分观测和研究现场水位来合理地确定河床的高度。
重视桥周围的环境因素，这些因素包括黄河水深度，潮汐变化，流速，风速，风向，水波，渗盐情况，地基条件，浮流物，动物和植物。
浮桥的位置和类型设计应考虑区域规划，包括在自然灾难条件下的疏散路线等。
如果需要设置航道通过浮桥段，需考虑航道的宽度，余隙，深度等条件。
浮桥在现场环境的建筑因素也要研究，以尽可能降低其影响。
这些因素包括水的流速，动植物及其他环境因素。
三.浮桥基本设计原理遵循的原则：性能目标与用途，安全，耐用性，质量，易于维修和管理，与环境相和谐，经济性等指标相一致。
选择结构类型：应考虑地形,地质和地理等条件.浮桥结构数量和全局系统都要满足强度,变形和稳定性等指标要求。
浮桥的使用寿命对环境条件和自然载荷（如风，水波，水流，潮汐变化，湖面次波动）和腐蚀等因素非常敏感。
浮桥设计及分析
浮桥设计及分析摘要：建造浮桥的目的一般分为两类：一种是出于满足军事战备或抢险救灾的需要为目的。
由于浮桥以浮动基础来代替复杂的水下固定基础，便于架设，便于拆除，更便于疏散隐蔽和装车运输，具有较突出的快速性和机动性。
另一种目的主要出于经济性考虑，即当现场的水深很大或水底非常柔软时，建造传统桥墩就不太合适。
而此时利用水的自然浮力，既不需要传统桥墩也不需良好地基的浮桥就成为较好的选择。
关键词：浮桥设计及分析方法1引言交通运输是国家的大动脉，浮桥是交通运输线上的特殊桥梁，以浮桥跨越江河完全是出于经济性或军事方面的特殊需要而修建。
浮桥的历史可以追溯到公元前 4000 年左右。
浮桥的种类也很多，这主要取决于陆地条件和需跨越障碍的类型。
原以小木船为桥墩，木跳板为桥梁，靠小铁链锚碇，以石砌台阶随水位涨落而升降的码头为引桥桥台，遇水位暴涨则拆，水位平退则通；发展到今日的铁路浮桥、钢塔架浮墩以及永久型大水深跨海湾浮桥等。
钢梁浮桥有不通航的带式浮桥，通航的高架浮桥和可转动定期通航浮桥。
按用途分类有公路浮桥、铁路浮桥等等。
这种历史性的发展，完全是随着文化、商业、经济、军事的发展而在交通运输上取得的成就。
2浮桥的设计荷载在设计中，必须考虑的载荷有静载荷，动载荷，冲击载荷（例如碰撞等），土压力（如锚泊系统里锚桩对浮桥的作用力），流体静压力（包括浮力），风载荷，水波因素（包括膨胀因素），地震因素（包括流体动压力），温度变化因素，水流因素，潮汐变化因素，基础变形因素，支座运动因素，雪载荷，离心荷载，海啸因素，暴风潮因素，湖面波动（次波动），船激波，海震，制动载荷，装配载荷，碰撞载荷（包括船舶碰撞），浮冰因素和浮冰压力，沿岸运输因素，漂移物体因素，水体等级因素（侵蚀和摩擦）和其他载荷。
3浮桥的设计与分析3.1 稳定性和船一样，静态稳定性与浮桥的倾覆是相关的。
图1给出了浮桥在小倾斜情况下的稳定性分析。
由于复原力矩为W×GZ，其中W和GZ分别是指总重量和通过定倾中心（当浮体倾斜时，其浮心（B）位置亦随之改变，新的浮力作用力线与原作用力线成一夹角交会于点M，此一点称为定倾中心metacenter）的竖直线与重心G的距离，MK值越大，浮体越稳定。
浮桥的安全现状及管理要点研究
浮桥的安全现状及管理要点研究摘要：所谓浮桥指的就是的浮在水面上的一种桥梁工程，由多艘承压舟组成。
其通过对水浮力进行应用承受自身荷载和桥梁上面车辆、人员的活载。
浮桥和一般桥梁不同，为了确保浮桥作用能够得到合理发挥，需要做好管理要点探讨。
关键词：浮桥；管理要点；方便拆卸；快速架设随着人们对浮桥研究的不断深入，其应用范围越来越广泛，在水底较为柔软或者水深较深不易建设传统桥梁区域，可以通过对水自然浮力进行应用建设浮桥。
通过对大量浮桥的应用经验来看，要想充分发挥浮桥作用，必要做好管理工作。
一、浮桥的优劣势分析（一）浮桥优势1、适应性强通过对浮桥进行应用能够很好地克服江河阻碍，可以将其应用在宽度不同的水域内，而且在建设浮桥时，不需要在复杂水下建设基础，这也就决定了浮桥适合应用在的软基、深水区域。
例如，某公路大桥，其桥位所在区域湖水深度超过65m，而且在水下还有超过80m的软质沉积物与淤泥，在这一环境下，如果建设常规桥梁工程，不仅施工难度大，而且面临着较大风险，需要付出较高代价，在这一条件下，可以采取建设浮桥方案[1]。
1.快速建设，方便拆卸在建设浮桥时，可以采用制式器材开展架设作业，如果需要在某个区域内架设浮桥，建设单位只需要将建设浮桥需要采用的各项器材全部都运输到建设浮桥区域，然后进行建设。
而在有通航需求或遇到洪期时，可以在短时间内完成浮桥拆卸，具有很好机动性。
例如，针对一些受季节性影响水位变化较大的河流，为了方便河流两岸人员通行，可以在河流上建设浮桥。
3、结构多样，能够满足各种不同需求我国浮桥主要利用制式构件组装，要采取针对性方式进行设计，采取同一套器材完成对不同类型浮桥的拼接。
一些小规模的浮桥在进行建设时，甚至可以调用附近船只完成。
4、良好的经济效益从建设成本来看，建设浮桥与常规桥梁建设相比，浮桥建设成本仅为常规桥梁建设成本的30%-40%之间。
同时，建设浮桥借势而行，与良好道路进行平顺连接即可，并不需要提高桥面，浮桥高度与两岸可以控制在一个相对较小范围内，并且在具体建设时不需要较长的引桥，因此，具有不错的经济效益。
浮桥应用了浮力的原理
浮桥应用了浮力的原理1. 引言浮桥作为一种特殊类型的桥梁结构，不同于传统的悬索桥或拱桥，它采用了浮力的原理来支撑桥梁的重量。
本文将探讨浮桥应用了浮力的原理，并介绍它在实际应用中的一些特点和优势。
2. 浮力的原理浮力是物体在液体或气体中所受到的向上的支持力，它的大小等于所排除液体或气体的重量。
浮桥应用了浮力的原理，通过利用浮力来支撑桥梁的重量，从而使桥梁能够悬浮在水面或其他液体中。
3. 浮桥的结构浮桥由浮箱、连接杆和支撑杆组成。
浮箱通常采用具有一定浮力的材料制成，例如塑料或钢筋混凝土。
连接杆将浮箱连接在一起，形成一个连续的桥面。
支撑杆则固定在水底或其他支撑点上，以防止浮箱漂移。
4. 浮桥的工作原理浮桥的工作原理基于物体浸入液体时所受到的浮力。
当浮箱浸入水中时，它会受到向上的浮力，该浮力与所排除的水的重量相等。
浮力的大小由浮箱的体积和浮力系数决定。
通过合理设计浮箱的体积和数量，可以使浮力等于桥梁的重量，从而实现桥梁的悬浮。
5. 浮桥的特点和优势浮桥应用浮力的原理，具有以下特点和优势： - 灵活性：浮桥可以根据需要进行搭建和拆卸，在不同地点和时间进行使用。
这种灵活性使得浮桥成为临时性桥梁的理想选择。
- 适应性：浮桥可以适应不同水深和水流条件下的使用。
通过调整浮箱的数量和位置，可以实现浮桥在不同水环境中的稳定性和承载能力。
- 可扩展性：浮桥可以根据需要进行扩展，以适应不同长度的跨度。
通过增加浮箱和连接杆，可以将浮桥扩展到需要的范围。
- 低成本：相比传统的桥梁结构，浮桥的建设成本相对较低。
它不需要复杂的土木工程和固定基础，可以快速建设和拆卸。
6. 浮桥的应用浮桥具有广泛的应用领域，包括军事、应急灾害响应和临时交通等。
以下是一些常见的浮桥应用场景： - 军事用途：浮桥被广泛应用于军事行动中，用于军队快速渡河和桥梁破坏修复等任务。
- 应急响应：在自然灾害发生时，浮桥可以快速搭建，提供临时的通行方式，以便救援人员和物资的运输。
某河道双体承压舟浮桥结构优化设计分析
1引言由于泥沙作用,某些河道河床的地形环境十分复杂,建造常规桥梁的难度较大,且建设周期长,建造成本高[1-2]。
为解决此类河道两岸的交通运输问题,承压舟浮桥应运而生,该类型桥梁可适应不同地形变化的河道,可满足在浮态、落滩或者半落滩状态下的正常使用,同时具备良好的经济效益和社会效益,可缓解非通航区域的交通难题[3-4]。
民用承压舟经过多年发展,先后历经了四代舟型,当前承压舟设计船长和船宽大部分均超过了30m ,具有很大的储备浮力。
由于承压舟规模越来越大,满载排水量也越来越高,承压舟浮桥的结构强度问题也逐渐凸显,而承压舟结构强度主要受结构布置的影响,不同的结构布置情况会产生不同的受力情况,从而影响承压舟的可靠性和安全性[5]。
本文基于前人研究理论和经验,通过横舱壁位置、底封板数量和连接桥跨度3个参数对双体承压舟的结构布置进行优化设计,以期能为工程实践提供借鉴。
2工程背景本项目水面宽约为60m ,河堤内间距约258m ,浮桥总体设计为:钢质单甲板双体承压舟,总长20m ,船宽18m ,型深1.65m ,设计吃水1m ,中间通航为16m 宽升降连接体(一面各8m )。
为保证浮桥架设的安全性,拟在浮桥上游距桥面中心线120m 处放钢筋混凝土锚,用锚链同锚碇舟相连,承压舟用钢丝绳同锚碇舟相连,每个锚碇系1艘承压舟。
3承压舟结构布置优化方案本文主要针对上述3种参数进行了结构优化设计。
【作者简介】李东（1984~），男，浙江宁波人，高级工程师，从事路桥设计与研究。
某河道双体承压舟浮桥结构优化设计分析Structural Optimization Design Analysis of Pontoon Bridgeof a River Catamaran Pressure Boat李东（宁波公路市政设计有限公司，浙江宁波315016）LI Dong(Ningbo Highway Municipal Design Co.Ltd.,Ningbo 315016,China)【摘要】以实际项目的双体承压舟浮桥结构设计为背景，对不同横舱壁位置、底封板数量和连接桥跨度下的承压舟结构受力进行了对比分析。
承压舟浮桥结构强度直接计算研究
承压舟浮桥结构强度直接计算研究郑培培;裴志勇;刘维勤;赵庆亮【摘要】The pontoon bridge which has characteristics of lower cost, shorter construction, better economy and larger traffic flowing capacity has a wide application in un-navigable waters.However, there are no appropriate rules until now.Research on structural strength direct calculation of pontoon bridge is carried out.Five typical calculating cases are defined considering its structure form and actual loading conditions.The influence of transverse bulkhead arrangement and sealing plate at the bottom of the connection bridge on structural strength is discussed.Furthermore, dynamic test on the pontoon bridge is also performed.Calculation cases and calculation methods are validated by comparing the test results with the computational results.%承压舟浮桥以其建造成本低、周期短、经济性好、通行能力强等优点在不通航水域获得了较为广泛的应用,目前为止尚没有专门的技术规范可用.对承压舟浮桥结构强度直接计算进行了研究,根据其结构形式和受力特点,考虑其所承受的极端载况,定义了5种典型计算工况.对横舱壁设置、连接桥底封板对结构强度的影响进行了讨论,还对该承压舟浮桥进行了典型载况的动应力测试,将测试结果与计算结果进行了比较分析,验证了计算工况的合理性和计算过程的可靠性.【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》【年(卷),期】2017(041)003【总页数】6页(P517-522)【关键词】承压舟浮桥;计算工况;结构强度;强度衡准;动应力测试【作者】郑培培;裴志勇;刘维勤;赵庆亮【作者单位】武汉理工大学交通学院武汉 430063;武汉理工大学交通学院武汉430063;武汉理工大学高性能舰船技术教育部重点实验室武汉 430063;武汉理工大学交通学院武汉 430063;武汉理工大学高性能舰船技术教育部重点实验室武汉430063;山东省济南船舶检验局济南 250014【正文语种】中文【中图分类】U663.2承压舟浮桥是我国首创的一种舟型，在黄河流域这类不通航水域获得了较为广泛的应用[1].其建造成本低，建造周期短，经济性好，而且通行能力大，近些年设计建造的承压舟浮桥允许通行的车辆载重量大多超过100 t，最大达到180 t，为两岸经济的发展做出了重大贡献.黄河中下游荡型河道地势复杂，易形成浅滩，在这种情况下其他类型浮桥很难架设，而承压舟浮桥能很好适应这种状况，它既能在漂浮状态又能在落滩及半落滩状态下使用.随着社会重载车辆通行需求的逐渐增加，承压舟浮桥通行能力和安全保障能力也迫切需要提高，然而目前没有相对完善的技术规范和检验法规，制约着其进一步发展[2].浮桥的安全性是浮桥搭建、运营的前提，其结构强度校核评估又是安全性的关键.目前有关承压舟浮桥的研究以研究车辆移动载荷的动态响应居多，对其结构强度全面系统的研究较少[3-6].姜玥等[7]对承压舟浮桥的屈服强度进行了评估，并对其进行了疲劳损伤和疲劳寿命计算.但他们研究的浮桥为单向通行的浮桥，且通行的车辆载重量较小，不适宜于现有承压舟浮桥强度评估.王楠等[8]对高寒地区浮桥结构进行了结构-热耦合分析，探讨了一种冰高寒地区浮桥强度校核法，侧重于研究网格尺寸、载荷加载方式及计算动载荷下浮桥动态放大系数.文中对山东省第四代承压舟浮桥结构强度直接计算进行了研究，结合实际使用情况，定义了5种典型工况，进行结构强度衡准，并对该承压舟浮桥进行了典型工况下结构动应力测试[9]，以验证所选取计算工况的合理性和计算方法的可靠性.承压舟浮桥由多艘承压舟通过支耳铰接而成，承压舟为短而宽的双体船，车道沿船宽方向布置.目前承压舟浮桥的发展已历经30余年，有三代成熟舟型.第一代舟型于1987年研制成功，适合轮式15 t、履带式40 t车辆单向通行，储备浮力很小(型深1.3 m，设计吃水1.0 m)，首尾为方形.第二代舟型于1995年开始设计研发，承载浮力均不超过100 t，基本在40～90 t，可满足整车质量20 t以下车辆的双向通行；舟型采用尖首以利于分水，船长多不超过20 m、宽不超过18 m，设计吃水均为1.0 m，型深多为1.5 m，储备浮力有了较大提升，部分舟型专设了人行道以实现人车分流.第三代舟型的储备浮力大大提高，可允许100 t以上重载车辆单向通行，整车质量低于50 t的车辆可双向通行；结构强度较之前舟型有较大提高，局部设计有了改进，安全性能有了较大提升.第一代和第二代承压舟由于通行车辆重量较小，并未考虑V形坡的影响，第三代承压舟通行车辆重量超过100 t 后，船体铰接处易形成V形坡，为最大限度避免V形坡的不利影响，第三代舟型船宽大多不低于20 m.近年来随着黄河两岸经济的快速发展，重载挂车通行需求越来越多，单向通行导致“压车”非常严重，有时排队2～3 km，通行时间超过1 h，与社会需求严重不符.研发的第四代舟型，船长和船宽均超过30 m，储备浮力大大提高，设计为双向四车道通行，中间车道可允许整车质量不超过147 t的载重挂车双向通过.承压舟浮桥会承受横向弯矩、横向转矩和弯扭组合作用，尤其是落滩片体受力状况恶劣，但是目前承压舟在设计研发上尚无可供遵循的规范，因此需要通过结构强度直接计算的方法对其进行强度衡准.2.1 研究对象文中研究对象是山东省胡家岸1 000 t级双向四车道承压舟浮桥，为研制的第四代承压舟浮桥.设有四条行驶车道，车道沿船宽方向分布，车道总宽度19 m，约占总长48%.中间两条车道均宽5.5 m，供重载车辆行驶，两条边车道均宽4 m，供小车行驶.该承压舟浮桥由12艘双体承压舟铰接而成，承压舟为双体船，每个片体单甲板，单舷侧，承压舟主尺度见表1.主车道甲板按舟桥设计，除船底中部为纵骨架式外，其余均为横骨架式.车道下方横向构件的间距设计时要保证重载挂车一侧双排车轮作用在不同板格上，单个重载车轮着地宽度为0.2～0.3 m，车道下方强框架间距为1 m，强框架之间设计有两道普通构件以减小板格宽度至0.333 mm. 承压舟浮桥由带舷伸结构的双体船铰接而成，其结构强度计算大多是参考内河双体船规范.但是承压舟与常规双体船相比有很大不同，当前船舶规范都是基于船体处于“浮态”的研究集成，计算考虑的外载荷主要是波浪载荷，而承压舟由于工作环境的缘故，所受波浪载荷很小.此外，承压舟工作时处于静浮和落滩两种状态：承压舟浮桥一端最靠近岸边的片体落滩，另一端有两个承压舟落滩，其余大部分承压舟浮在水中.静浮状态，船体主要承受车辆载荷和浮力；落滩状态，船体主要承受车辆载荷和地基支持力.另外，承压舟船体之间是通过支耳铰接，多船体之间相互作用需要考虑.因此承压舟浮桥结构强度需要通过结构强度直接计算的方法进行评估.2.2 计算模型考虑到实际工作情况，浮桥是由多艘双体船连接而成，单艘双体船的计算状态并不能很好的反映实际工作状态，应考虑多艘双体船连接而成的系统进行结构强度直接计算分析，所以建立了三船体有限元模型，有限元模型见图1.各双体船之间采用多点约束(multi point constraint，MPC)来模拟支耳的铰接作用.耦合自由度除了放开绕船长方向的转动外，其他方向自由度保持耦合，从而达到铰接连接的作用.板壳和主要构件腹板用板单元模拟，主要构件面板和普通构件用梁单元模拟，一共115 108个节点，123 965个板单元，77 662个梁单元.单元尺寸上，沿船宽方向按纵骨间距划分单元，网格大小为500 mm；沿船长方向按肋骨间距划分单元，中部车辆通行区域网格大小为333.33 mm，其他区域网格大小为500 mm.强横梁作为主要受力构件，沿其腹板高度方向划分为6个单元，其他强构件沿腹板高度方向划分为3个单元.2.3 计算工况承压舟浮桥在使用时，主要承受甲板和连接桥上移动的车辆载荷及底部浮力作用(静浮时)或支反力作用(落滩时).车辆通行方向是沿承压舟宽度方向，车辆移动到不同位置时会导致承压舟承受横向弯矩、横向转矩及弯扭组合作用.尤其是连接桥较宽且为单层甲板，连接桥结构是船体结构强度最为薄弱部分.基于承压舟浮桥受力特点，考虑连接桥承受极端横弯、横扭及弯扭组合作用，定义了5种典型工况，代表了承压舟浮桥承受的最恶劣工况.工况1，大车车轮和小车集中在承压舟连接桥两端的两个片体上，评估连接桥横弯和横扭强度，工况1车辆位置示意图见图2.工况2，大车车轮和小车以中心对称的方式集中在承压舟两个片体上，且大车后车轮作用在外伸舷处，评估连接桥横扭强度.工况3，大车后车轮和小车集中在单个连接桥上，评估连接桥横弯强度.工况4，大车重载车轮和小车集中在承压舟一个片体上，且大车后车轮作用在外伸舷处，评估连接桥横弯强度.工况5，承压舟一个片体落滩，车辆载荷主要集中在与其相邻的连接桥和另一个片体上，评估落滩片体的连接桥横弯强度.参考现有通行车辆的轴重分布情况，中间两个车道设计通行载重147 t的大载重挂车，外围两个车道设计通行10 t的小型农用货车.147 t的大载重挂车参数见图3.由于车辆载荷主要是通过车轮作用于甲板，作用面积相对甲板很小，计算时把车辆载荷考虑为节点力施加到甲板上，同时通过引入动载荷系数来考虑动载荷效应.车辆行驶时引起的浮力变化通过在船底施加线性弹簧单元来模拟.2.4 计算结果及分析工况1中，大车车轮和小车集中在承压舟连接桥两端的两个片体上，此时连接桥承受弯扭组合作用，横舱壁位于车道正下方, 上端与甲板强横梁相连，横舱壁上端靠近内舷侧部位整体应力较大,最大应力为164 MPa.工况1计算结果见图4.工况2中，连接桥承受横向转矩，由于车道位于船体中部且承压舟储备浮力较大，车辆作用片体上时，引起的首尾吃水差较小，因此连接桥承受的转矩相对较小，承压舟整体应力较小，最大应力为98.6 MPa，最大应力位置位于中部横舱壁上端靠近内舷侧部位.工况3中，车辆重载车轮均落在连接桥上，连接桥承受较大的横向弯矩，连接桥上甲板强横梁作为主要受力构件，整体应力较大，连接桥中部甲板强横梁上最大应力达到153 MPa.工况4中，车辆载荷大多作用在一个片体上，受车辆载荷作用的片体向下位移较大，受车辆载荷作用的片体和未受车辆载荷作用的片体之间产生位移差，连接桥承受弯矩作用，中部横舱壁上端靠近内舷侧部位整体应力较大，最大应力为164 MPa.工况5中，承压舟一个片体落滩，另一个片体浮在水中，车辆作用在静浮的片体上，落滩片体位置固定，承受载荷片体产生较大的向下位移，连接桥与落滩片体交接处承受较大弯矩作用，此时连接桥上强横梁与内舷板交接处应力较大.且承压舟在使用过程中，由于落滩片体为不均匀落滩，连接桥承受转矩作用，连接桥边缘甲板强横梁应力很大，最大应力为152 MPa.承压舟浮桥在营运时，连接桥会承受弯矩和转矩作用，甲板强横梁作为主要受力构件，整体应力较大.横舱壁作为车道下方支撑结构，上端与甲板强横梁相连，连接桥在承受弯矩或转矩作用时，甲板强横梁与片体交接部位应力较大，且会对横舱壁形成挤压，因此横舱壁上端靠近内舷侧部位应力较大.3.1 横舱壁布置承压舟横舱壁对保证船体的横向强度和刚性起很大的作用，改变横舱壁布置形式，研究横舱壁的布置对结构强度的影响，找出合适的横舱壁布置位置.将中间厚度为8 mm的横舱壁改为两块横舱壁，两横舱壁距离为一个强框架间距(1 m)，见图5，另外改变横舱壁的厚度分别为4，6和8 mm，探讨横舱壁厚度对结构强度的影响. 当双横舱壁厚度均为6 mm时，承压舟浮桥应力最小，计算结果见表2.单横舱壁形式改成双横舱壁形式之后，当横舱壁厚度为4 mm时，最大应力位置在横舱壁上，随着横舱壁的厚度增加至6 mm，最大应力减小且最大应力位置转移到连接桥甲板强横梁上.随着横舱壁厚度继续增加至8 mm时，连接桥甲板强横梁上应力变大.横舱壁可视为船底、舷侧和甲板等结构的一个支座，参与船体各部位构件之间作用力的相互传递.双横舱壁厚度为4 mm时，横舱壁整体结构较弱，与单舱壁厚度为8 mm时相比变形较大，因此最大应力位置在横舱壁上，当横舱壁厚度增加至6 mm时，横舱壁整体结构变强，变形相对减小，最大应力位置转移至甲板强横梁上，随着横舱壁厚度继续增加，横舱壁整体变形越来越小，横舱壁的应变能也越来越小，因此甲板强横梁应力越来越大.3.2 底封板布置改变底封板的数目，研究底封板的布置对结构强度的影响.制定了四个方案：方案一不设置底封板，方案二设置4块底封板，方案三设置6块底封板，方案四设置10块底封板.底封板为6 m×1 m×8 mm的钢板，间隔着一个肋位布置在连接桥底部，四种方案的底封板由连接桥两侧逐渐向连接桥中部布置，底封板布置见图6，方案四以间隔一个肋位的布置方式布满连接桥.四种方案均是车辆位置如工况1所示时承压舟浮桥应力最大，且最大应力位置均在横舱壁靠近内舷侧部位，四种方案计算结果见表3.当底封板数目由0增加至6块时，连接桥抗弯抗扭强度增加，中部横舱壁应力因此减小，继续增加底封板数目至10块时，连接桥结构形式与无底封板时相比改变较大，连接桥上各部位结构均得到加强，此时承压舟浮桥整体应力重新分布，横舱壁结构较为薄弱，其应力急剧增大.4.1 测试目的及方案参考结构直接计算结果，在应力位置较大部位布置测点，测点布置在靠近岸边的第七个静浮片体上和一个最靠近岸边的落滩片体上.靠近岸边的第七个片体静浮在水中，受弯矩和转矩联合作用时，连接桥应力水平较高；落滩的片体落滩状态复杂，船底部分区域落滩，受力情况恶劣，连接桥与落滩片体交接处应力较大.测点布置一共78个通道，共计38个测点：其中静浮片体上有54个通道，共计26个测点；落滩片体24个通道，共计12个测点.本次测试对胡家岸承压舟浮桥首先进行了营运时各种载况的结构动应力测试，不同车辆的载重量不同且两车道上车辆行驶状况也不同，因此承压舟受力状况十分复杂，营运时会承受各种不同载荷工况.通行车辆较多时如通行车辆以车队形式通过承压舟时，前后车辆之间车距相对较小，且双向车道车辆数都较多，此时测试片体中，不均匀落滩的片体会承受较大的转矩和弯矩载荷作用，静浮片体会承受弯矩和车辆重量引起的转矩的作用；通行车辆较少时，前后车辆之间车距较大，且存在一侧车道通行车辆比对象车道车辆多且重量要重得多的情况，承压舟受力不均，此时转矩较大，起主要作用.落滩片体受力状况较恶劣，选取应力水平较高的7处测点的测试结果与计算结果进行比较，测点布置见图7.测得靠近Fr.21肋位一侧车道180 t重载挂车通过，靠近Fr.40肋位一侧车道120 t重载挂车通过时各测点应变，根据测试结果得到各测点最大应力值.4.2 测试结果分析测试结果表明，对于静浮片体，除了栏杆应力较大之外，其他部位应力都较小.对于落滩片体，连接桥边缘及中部强横梁面板应力较大，且Fr.40肋位强横梁面板应力远大于Fr.21肋位强横梁面板应力，这是由于落滩片体底部不均匀落滩，且两车道上行驶车辆重量不同，Fr.40肋位强横梁承受弯矩大于Fr.21肋位强横梁承受的弯矩，此外横舱壁靠近内舷侧部位和片体与连接桥交接处的栏杆应力也较大.各测点最大应力值均小于许用应力值，满足结构强度要求，可安全营运.大部分测点计算结果与测试结果的相差不超过10%，实桥测试结果与计算结果基本吻合.选取落滩片体测点的测试结果与工况5有限元计算结果进行比较，具体结果见表5.由表5可知，落滩片体上测点1的测试值与计算值比较相差较大，由于落滩片体的落滩状况复杂，计算时考虑落滩片体底部全部落滩，而实际落滩片体为部分不均匀落滩，承压舟首尾两端落滩状况不同，连接桥边缘甲板强横受力状况恶劣.实际车辆的重量分布与计算时所取的车辆重量分布不同，以及计算所取挂车重量有误差等各种因素，造成计算结果与测试结果有偏差.1) 承压舟浮桥在营运时，连接桥会承受较大的车辆载荷，车辆在不同位置时，连接器会承受横弯、横扭和弯扭组合作用，车道下方横舱壁和连接桥上甲板强横梁应力较大，根据计算结果合理改变横舱壁厚度及甲板强横梁尺寸，承压舟满足结构强度要求.2) 承压舟的连接桥底部设置的底封板的数目对结构强度影响较大，设置底封板能有效地增加连接桥结构强度，但当数目过多时，连接桥结构过强，车道下方的横舱壁应力会变大.设计时应根据连接桥宽度合理选择底封板数目.3) 车道下方的单横舱壁改为双横舱壁且厚度为6mm时能有效改善结构强度，但当继续增加横舱壁厚度时，横舱壁随着结构加强应力会减小，但相邻的连接桥上强横梁的应力会增加.4) 计算结果和测试结果吻合较好，选取的典型计算工况能充分考虑承压舟浮桥营运时连接桥承受的各种最恶劣状况，选取的工况合理可靠.5) 承压舟浮桥在营运时，落滩片体实际可能为不均匀落滩，受力状况较为复杂，计算时很难模拟实际落滩情况，这也是计算结果和测试结果相差原因之一.【相关文献】[1]沈荣钊,周康铮.双体承压舟在经济建设中的应用[J].山东交通科技,1993(3):168-175.[2]中国船级社.钢质内河船舶建造规范[S].北京:人民交通出版社,2016.[3]ZHANG J, MIAO G P, ZHOU Z W. Simulink based simulation of the behavior of a ribbon pontoon bridge[J]. Journal of Marine Science & Application,2010,9(3):328-333.[4]FU S X, CUI W C. Dynamic responses of a ribbon floating bridge under moving loads[J]. Marine Structures,2012,29:246-256.[5]王丙,陈徐均,江召兵,等.带式浮桥在不同移动荷载作用下的动力响应分析[J].应用力学学报,2013(1):43-48.[6]孙奇,王丙,李聚轩,等.单个移动荷载作用下浮桥的动态响应[J].军事交通学院学报,2016(5):80-84.[7]姜玥,任慧龙.承压舟结构强度计算方法研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学,2010.[8]王楠,任慧龙,王晓天.高寒地区浮桥环境载荷与强度评估[J]，武汉理工大学学报，2014，36(8)：589-596.[9]裴志勇，郑培培.千吨级双向四车道承压舟应力测试研究报告[R].武汉：武汉理工大学，2016.。
承压舟检查维护技术的研究与分析
承压舟检查维护技术的研究与分析【摘要】本文对浮桥承压舟的检查、维修与养护技术进行了研究与分析，提出了具体的措施和方法，能够起到延长承压舟的使用寿命的作用，同时对浮桥能够安全运营具有非常重要的意义。
【关键词】承压舟；检查维护；研究与分析近年来，随着车流量及车型的变化越来越大，重型车辆过往浮桥日益增多，浮桥的安全管理已成为日益严重的问题，这对浮桥承压舟的安全性提出了更高的要求，特别是近几年来浮桥承压舟断裂、沉桥事故等时有发生，因此，确保承压舟处于健康状态，加强承压舟的维护保养，延长其使用寿命，以满足交通运输发展的需要，争取更大的经济效益，造福黄河两岸人民，具有非常重要的意义。
1.承压舟浮桥简介浮桥作为一种特殊的渡河载体在水利交通中使用已久，它是一种甲板能够直接承受车辆等集中载荷且置于深水中或浅滩上承压的浮体，其相互通过联接销耳或联接短跳首尾或横向联接架设而成的渡河设施。
承压舟是专门用于架设浮桥的一种浮游器材。
桥面、桥梁和桥脚合为一体；在水中作为浮游桥脚、在浅滩作为桥墩直接承压。
承压舟浮桥是通过联接耳板和联接销联接将一对对承压舟联接组成。
承压舟浮桥作为新兴的水上结构物，其建造成本、使用范围等多方面都拥有较大的优势，从上个世纪80年代开始在我国出现，目前在我国黄河流域使用较为普遍。
2.承压舟的检查维护承压舟在浮桥中起着重要的作用，其健康状况直接决定着浮桥的安全运营。
承压舟因其工作环境的特殊性需要定期对承压舟进行检查维护，排除安全隐患，确保浮桥的安全运行，交通顺利。
承压舟的检查维护主要包括：承压舟的舱内结构件和支柱的检查维护、承压舟的甲板的检查维护、承压舟船体和舷侧的检查维护。
2.1承压舟舱内的检查维护2.1.1结构件检查维护承压舟结构件主要包括强横梁、普通横梁、甲板纵桁、龙骨、实肋板、舷侧骨架等。
对于这些结构件的检查维护主要包括它们本身状况检查及它们与基本构件连接状况的检查。
对于横向T型材，不仅要检查其腹板、面板上的缺陷及裂缝情况，还应检查与其连接的结构件是否有变形等。
浮桥整体结构分析的力学模型
浮桥整体结构分析的力学模型
段明德
【期刊名称】《桥梁建设》
【年(卷),期】1990(000)002
【摘要】合理的力学模型是取得正确结果的关键。
本文结合浮桥结构及荷载特点,建立了简化程度不同的模型。
并说明其适用范围,讨论其建立方法,进而对比了同一浮桥采用不同的平面杆系模型的数值结果。
本文内容对其它类似结构也大体适用。
【总页数】10页(P43-52)
【作者】段明德
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】U448.191.5
【相关文献】
1.二辊滚光矫直机结构分析及力学模型建立 [J], 赵婧博;钟威
2.基于煤壁“拉裂-滑移”力学模型的支架护帮结构分析 [J], 庞义辉;王国法
3.长江铁路浮桥总体方案、力学模型和计算方法 [J], 辛实
4.铁路浮桥结构的整体分析 [J], 辛实
5.高架门式浮桥的结构分析与计算 [J], 高永荣;候乾康
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混合门桥或浮桥段的内力和变形计算
混合门桥或浮桥段的内力和变形计算
黄一新;孙文俊;庄加海
【期刊名称】《工兵装备研究》
【年(卷),期】2011(030)003
【摘要】利用弹性地基有限长梁的初参数方程,推导了连续体系混合门桥的初参数计算公式.根据浮桥临界长理论,推断出两种舟桥器材构成的混合门、浮桥在连接处的最不利受力条件,并通过实例计算,验证了推断的正确性.给出的公式利用Excel计算非常便捷.
【总页数】3页(P5-7)
【作者】黄一新;孙文俊;庄加海
【作者单位】总装工程兵科研一所,江苏无锡214035;总装工程兵科研一所,江苏无锡214035;总装工程兵科研一所,江苏无锡214035
【正文语种】中文
【中图分类】E951.3
【相关文献】
1.高层混合结构施工期的内力与竖向变形计算方法研究
2.重型机床基础内力与变形计算方法的简化研究
3.某跨海大桥桥头刚架桥段波浪浮托力作用的试验研究
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双向通行承压舟桥结构强度直接计算工况探析
双向通行承压舟桥结构强度直接计算工况探析摘要：承压舟桥作为我国首创的分置式舟桥器材，在公路舟桥架设中广泛的应用，不仅能够取得良好的经济效益和社会效益，而且也能够增强区域之间的联系，保证社会经济的稳定发展。
在承压舟桥发展的过程中，由于横弯横扭直接计算方面还存在许多的不足，所以就导致承压舟桥受力工况直接计算不够完善。
本文对新形承压舟桥的结构特点和受载特点进行分析，明确双向通行承压舟桥的结构强度直接计算工况，检验承压舟浮桥的抗弯和抗扭强度，保障承压舟桥的稳定运行，促进我国社会的经济快速发展。
关键词：双向通行；承压舟桥；结构强度；计算工况承压舟桥在建设的过程中会受到浮态、落滩、半落滩等复杂的工况影响，导致结构设计存在问题。
在承压舟桥结构设计方面，主要以轴重14t或50t以上的车辆单向通行为主，这样就导致承压舟桥缺乏双向通行的能力，无法适应新时期双向车辆通行的需求，影响整个承压舟桥的安全性能，所以必须要加强对承压舟桥通行能力和安全能力进行全面的分析。
一、承压舟桥的发展状况在1985年，山东黄河航运局成功研制并架设承压舟桥，促进了黄河流域的车流量得到迅猛的提升。
经过30余年的发展，已经逐渐形成了三代舟型。
第一代的舟型能够满足轮式15t、履带式40t的车辆顺利通行。
第二代就能够承载不超过100t的车辆双向通行，但是却有明显的限制，整个船长不超过20m，船宽不超过18m，设计吃水深度为1.0m[1]。
在第三代承压舟桥发展的过程中，为了能够满足100t以上的重载车辆通行，改进了v型坡的不利影响，进而满足整车质量50t以下的双向通行的实践与应用。
随着时代的快速发展，承压舟桥也必须不断提高自身的性能，所以第四代的承压舟桥能够满足千吨级双向四车道通行的设计要求。
整个船体的长度超过30m，船宽为30m，明显提升了整个舟桥的浮力，提升了车辆通行的稳定性与安全性。
二、承压舟桥的特点第四代的承压舟桥具有短而宽的船型特点，并且双片体单甲板能够具有良好的纵向强度和刚度，不会构成双体承压舟结构的强度矛盾。
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２．１．３强横梁的总内力计算 Ｑｏ一托Ｑｏ＋ｙＱ砭
ＭＬ，２一‰Ｍ∽＋７ＱＭｊ７２
‘，
图３纵向与横向受力示意
式中：托为永久作用效应的分项系数，取１．１；‰为 汽车荷载作用效应的分项系数，取１．４。
故对于连接桥强横梁：Ｑ。一２８２．６６ ｋＮ
Ｍ１．｝２—３５３．９５ ｋＮ·ｍ
对于片体强横梁：Ｑｏ一２２５．７２ ｋＮ
３计算结果分析 由表３可知，按照船舶规范对承压舟桥面强横
梁和普通横梁的验算与实际相差较大，连接桥强横 梁与普通横梁相差１．６倍与１．９倍；而按桥梁理论 的验算值与实际值基本吻合，相差只有１．１倍与． １．１６倍；这说明按照船舶规范对承压舟构件进行设 计有较大的误差。承压舟各构件的强度用船舶规范 验算后，还要进行公路桥梁规范验算，否则满足船舶 规范的要求可能达不到公路桥梁规范的要求，从早 期设计建造的承压舟也能反映出这种缺陷。早期的 承压舟甲板薄、强横梁与普通横梁规格小，使用中甲 板塌陷严重，强横梁断裂频繁等。近几年设计的承
表２横梁车道荷载内力计算结果
函磊丽丽—百丽 函爵灞虿——１丽 芰女ｔ剪扎Ｑｏ＂／ｋＮ
跨中弯矩Ｍ：，２／（ｋＮ·ｍ）
验算。连接桥与片体中的普通横梁型号一样，但计 算跨距不同，计算时最大值取０．９ ｍ。普通横梁的 间距为０．３３ ｍ，小于车轮着地宽度０．６ ｍ，计算时 按车轮横跨２个普通横梁，荷载只有轮印压力轴载 的一半。横梁受力如图３所示。
浮桥作为跨水域浮式通道，在军事与民用领域 的应用由来已久。双体承压舟是一种专门用于架设 浮桥的浮游器材，桥面、桥梁和两个桥脚合为一体 （图１），具有结构简单、制作快速，重量轻、强度大， 造价低、见效快，对接、拆解、维护方便等特点。双体
承压舟自２０世纪８０年代研制开发成功后，在黄河 下游浮桥建造中，得到了广泛推广，现已成为内陆河 道及沿海搭建重载浮桥的主要设备。且前，黄河下 游已建成承压舟浮桥５０多座，已成为跨黄河的主要 交通通道。
岸由桥梁结构的基频，决定，承压舟横梁的基频（计
算略）大于１４ Ｈｚ，∥＝０．４５。在对浮桥承压舟横梁
强度验算时，只计结构自重和汽车荷载，其他荷载
（如风力、温度效应、地震力等）不计。承压舟的强横
梁属于整体结构，用车道荷载进行强度验算；普通横
梁属于局部结构，用车辆荷载进行强度验算。在相
同情况下，简支梁支点截面的剪力最大，跨中截面的
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｉｔ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｂｏａｔ ｏｆ ａ ｆｌｏａｔ ｂｒｉｄｇｅ；ｉｔ ｗａｓ ａｌｓｏ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｔｏｔａｌｌｙ ｔｈｅ ｉｎｎｅｒ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｃｈｅｃｋ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｂｅａｒｉｎｇ ｂｏａｔ ｂｅａｍ ｂｙ ｃａｓｅ ｈｉｓｔｏｒｙ，ａｎｄ ａ ｎｅｗ ｃｈｅｃｋ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｉｔｓ ｄｅｓｉｇｎ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ：ｆｌｏａｔ ｂｒｉｄｇｅ；ｄｏｕｂｌｅ ｂｏｄｙ ｂｅａｒｉｎｇ ｂｏａｔ；ｌｏａｄ；ｗａｔｅｒｃｒａｆｔ｝ｂｒｉｄｇｅ；ｂｅｎｄｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
梁材料的许用拉应力，取１６０ ＭＰａ。’ 对于连接桥强横梁： ｈｔ＝２ ６８５ ｍｍ２ Ｗ一２ ２１２ ｃｍ３
实取ｊ．１０×５６０／１６×１８０：ｈｔ一５６０×１０— ５ ６００ Ｒｉｍ２＞２ ６８５ ｍｍ２
Ｗ一２ ４０９．７ ａｍ３（带板１０×６００）＞２ ２１２ ａｍ３ 对于片体强横梁： ｈｔ一２ １４４ ｍｍ２ Ｗ一２１８．７５ ｃｍ３ 实取ｊ＿ｌＯ×４２０／１６×１８０：ｈｔ＝４２０×１０＝ ４ ２００ ｍｍ２＞２ １４４ ｍｍ２ Ｗ一１ ６００ ｃｍ３（带板１０×６００）＞２１８．７５ ｃｍ３ ２．２普通横梁的结构计算 普通横梁属于局部结构，用车辆荷载进行强度
参考文献 Ｆ１１王明贵，张莉若。谭世友．钢异形柱弯扭相关屈曲研究［Ｊ］．钢
结构，２００６，２１（４）：３５—３７． ［２］王明贵，王晓瑜。陈章华．钢异形柱轴心受压承载力实用计算
研究［Ｊ］．钢结构，２００７。２２（７）；４４—４７． ［３］ＧＢ ５００１７—２００３钢结构设计规范［Ｓ］． ［４］陈骥．钢结构稳定理论与设计［Ｍ］．北京：科学出版社，２００６．
Ｕｍ
＋特征值屈曲荷载；＋非弹性屈曲荷载
图４ Ｐ—ｌ曲线
¨呐岫们：宝¨ 们毗
＋本文：＋ｂ类；＋ｃ类
图５妒’＾曲线
４结语 在考虑材料非线性和初始几何缺陷的基础上，
利用ＡＮＳＹＳ有限元软件对实际无对称轴截面钢异 形柱轴心受压构件的稳定承载力进行了分析。通过 与临界力的理论值及相关文献试验值的比较，验证 了计算方法的可行性。此外还将由非线性屈曲分析
ｑｉ＝１．２（１＋Ｐ）口ｍ。（丢ｑｋｌ＋Ｐｋ） 脱，２．；（１＋∥）口聊。（吾吼ｚ２＋ｉ１ Ｐｋｚ）
式中：ｐ为冲击系数，取０．４５；口为横向折减系数，２
２６
万方数据
钢结构２００９年第６期第２４卷总第１２１期
邵 杰，等：承压舟浮桥结构的内力分析与探讨
车道取１．０；ｍ。为支点截面荷载横向分布系数，取 ０．５（按杠杆原理法求得）；％为跨中截面荷载横向 分布系数，取０．４１３（按比拟正交异性板原理法求 得）；ｑｋ为均布荷载，公路Ｉ级为ｌｏ．５ ｋＮ／ｍ；Ｐｋ为 车道集中荷载，片体横梁Ｐ－＝１８０ ｋＮ，连接桥横梁 Ｐｋ＝１８８．８ ｋＮ（内插法求得）；Ｚ为梁的跨距，ｍ。计 算结果见表２。
邵 杰，等：承压舟浮桥结构的内力分析与探讨
承压舟浮桥结构的内力分析与探讨
邵 杰 孙志伟 曾瑞祥 （绍浮桥承压舟的特点，通过实例对承压舟桥梁结构的受力及验算方法作全面分析论述，提出采用桥梁理 论验算的新方法，使设计更加优化、合理。 关键词：浮桥；双体承压舟；荷载；船舶；桥梁；抗弯
要计算参数有： １）甲板厚ｔ－－－－１０ ｍｍ；２）普通横梁Ｌ１００Ｘ８０Ｘ
８；３）连接桥强横梁上１０×５６０／１６×１８０；４）片体强
横梁上１０Ｘ４２０／１６Ｘ １８０；５）片体宽４．５ ｍ、连接桥宽 ７．２ ｍ；６）纵梁１月×３５０／５０；７）设计荷载：公路Ｉ级， 最大轴载１４ ｔ；８）结构材料Ｑ２３５，［ｒ］＝ｌＯＯ ＭＰａ， ［盯］＝１６０ ＭＰａ。
３３０）。
２按桥梁理论对承压舟横梁的结构计算 ＪＴＧ Ｄ６０—２００４＜＜公路桥涵设计通用规范》规
定，公路桥梁上的荷载作用包括永久作用、可变作用 和偶然作用。永久作用主要指结构重力（恒载），可 变作用主要指汽车荷载及其冲击作用（活载）。根据 所计算的结构构件的不同，汽车荷载由车道荷载和 车辆荷载组成。其中车道荷载由集中荷载和均布荷 载组成，用来计算桥梁的整体结构，而车辆荷载则用 来计算桥梁结构的局部加载、桥台等。汽车行驶时， 由于桥面的不平整、车轮不圆以及发动机抖动等原 因，会使桥梁结构引起振动，从而造成桥梁内力增 大，这种动力效应称为冲击作用。荷载的冲击系数
Ｄ２
５
７
ｌＯ
１２ ｌ
—，，’——’＼
图１双体承压舟示意
单个双体承压舟是无动力的双体趸船，主体结 构形式按照船舶理论设计，各构件也都依据船舶规 范进行设计建造。在船舶规范中，航行是重要的元 素，而浮桥用的承压舟是相对静止的；船舶的荷载一 般是静载，而承压舟的荷载是动载，有很大的波动与 冲击。承压舟浮桥是以承压舟为主体架设的浮桥， 相当于多跨连续刚架梁桥，舟甲板是桥面，甲板强横 梁是桥梁，各片体是梁柱，支撑着整个桥面结构。各 承压舟在整个浮桥中或漂浮于水中或坐落于浅滩， 都直接承受着过往车辆的轮压，所以承压舟的设计 与建造不仅要满足船舶规范的要求，更要满足公路 桥梁规范的要求。以下对一种１２０ ｔ双体承压舟的 横梁分别按船舶规范和桥梁规范方法验算。通过对 比分析找出差异，从而确定更好的方法用于浮桥承
Ｍｉ／２—３５ ｋＮ．·ＩＴＩ
２．１．４强横梁的抗剪与抗弯能力计算
ｈ·ｔ＝０．９５Ｑｏ／［ｒ］
Ⅳ＝Ｍ／［盯］
式中：ｈ为梁立板高度，ｍ；ｔ为立板厚度，ｍ；０．９５为
梁的立板承受剪力的比例；Ｗ为梁的抗弯惯性矩，
ｍ３；［ｒ］为梁材料的许用剪应力，取１００ ＭＰａ［口］为
支点截面剪力：Ｑ一１．２（１＋肛）Ｐ一１．２×１．４５×
ＴＨＥ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ０Ｆ ＩＮＴＥＲＮＡＬ ＦｏＲＣＥ ｏＦ ＴＨＥ ＢＥＡＲＩＮＧ ＢｏＡＴ ＢＥＡＭ ｏＦ Ａ ＦＬｏＡＴ ＢＲＩＤＧＥ
Ｓｈａｏ Ｊｉｅ Ｓｕｎ Ｚｈｉｗｅｉ Ｃａｏ Ｒｕｉｘｉａｎｇ （Ｊｉｎａｎ Ｄｏｎｇｊｉａｏ Ｙｅｌｌｏｗ Ｒｉｖｅｒ Ｆｌｏａｔ Ｂｒｉｄｇｅ Ｌｔｄ，Ｊｉｎａｎ ２５００３２，Ｃｈｉｎａ）
压舟的设计与建造。
１按照船舶理论对承压舟横梁的结构计算 ． 浮桥承压舟的桥面结构形式包括承重结构与传 力结构两部分。多道横梁依靠纵梁和甲板连成空间 整体结构，其中横梁是承重结构，承担桥面上的全部 荷载。受力特点是作用于甲板的竖向活载首先借带 纵、横梁的甲板结构，将竖向力传递给强横梁，强横 梁再将竖向力传递给承压舟片体，所以横梁的强弱 决定着承压舟的承载能力，在设计中对横梁强度的 验算是最主要的步骤。
第一作者：邵杰，男，１９７４年３月出生，工程师。 Ｅｍａｉｌ：ｓｈａｏｊｉｅｌ７１０＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ 收稿日期：２００８－１０－２９
Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．２００９（６），Ｖ０１．２４。Ｎｏ．１２１
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万方数据
工程设计
１．１ 承压舟桥面（车道部分）结构和主要计算要素 承压舟桥面（车道部分）结构如图２所示。其主
弯矩最大，即梁的支点与跨中是最不利位置，以下验
算中只考虑支点截面剪力与跨中截面弯矩。
２．１ 强横梁的内力计算
２．１．１．结构自重荷载集度和内力计算
假定桥面结构的全部重量平均分配给各根强横
梁承担，以此来计算每根梁的结构自重荷载集度，对
于连接桥横梁ｑ一１ ６８２ Ｎ／ｍ、对于片体横梁ｑ＝