桥梁防船撞措施研究进展综述
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总第 ２ ７ ０期 ２ ０ １ ５ 年第 ３ 期
Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ８ Ｌ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
交
通
科
技
Ｓ ｅｒ ｉ ａ ｌ ＮＯ． ２７ ０
Ｎｏ ．３ Ｊ ｕ ｎ ． ２ ｏ １ ５
何 选 择 桥 梁 防撞 装 置 的 一 些 思 路 。
关键词 桥梁 船 舶 防撞 装 置
随着交通 运输行业 的不断 发展 以及跨 海 、 跨 江 大桥越来越 多 ， 桥 区通 航船舶 吨位和通 航 密度也 不
损害， 是 属 于被动 防撞 范 畴 ， 其设 计 理念 是通 过对 桥墩 自身 的 加强 或防 护设施 来 降低船 舶撞 击 的威
鉴 于船 桥碰 撞 问 题 的严 重 性 ， 目前世 界 各 国 和地 区 已针 对该 课题 进 行 了大量 的研 究 。现有 的船桥 碰 撞 问题研 究 方 法 主要 有 经 典 的Ｍｉ ｎ ｏ ｒ ｓ ｋ ｙ 方法、
胁 和损 害 。通过 对 历 年 船 撞桥 事 故 的统 计 分 析 ， 发 现导 致 船撞 桥 事 故 主 要有 ３方 面 因 素 ］ ： ① 人 为 因素导 致 的事故 率 为 ６ ４ ； ②机 械 故 障导 致 的
事故 率为 ２ １ ； ③ 自然环 境 因 素导 致 的事故 率 为 １ ５ 。人 为 因素是 导 致 船 桥 相 撞 的 罪 魁 祸 首 ， 而
桥梁 主动 防撞 系统 可 以很好 地 降低人 为 因素所 导 致 的船桥 相 撞 事故 率 。因 此 ， 有必 要 对 船 舶 的航 行管 理和 航行 轨 迹 进 行 干 预 ， 减小 船 舶 撞 击 桥 梁
桥 梁 防船 撞 措 施 研 究 进 展综 述
沈 自力
（ 中铁 第 四勘 察 设 计 院集 团 有 限 公 司 武 汉 ４ ３ ０ ０ ６ ３ ）
摘 要 近年Baidu Nhomakorabea来 出 现 了 一 些 光 电预 警 主动 防撞 系统 ， 以及 复 合 材 料 的新 型 防 撞 装 置 。 文 中根 据 桥
梁 防 撞 装 置 的最 新 研 究 进 展 ， 介绍 了主动 防船撞 系统 的研究概 况 ， 重 点 对 被 动 防 撞 装 置 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
断上升 ， 受船 舶撞击 而诱发 的桥梁垮塌 事故 正在 日 益增多 ， 因此 开展 桥梁 防撞设 施 的研 究 ， 加 强 桥梁 的 防撞 保 护 具 有 重 要 的 意 义 。根 据 １ ８ ４ ７ ～ｌ ９ ７ ５ 年 问世 界 各 地 的 １ ４ ３例 桥 梁 垮 塌 事 故 原 因 的统 计， 由于船 舶撞 击 导 致 的各 大 类 型 桥 梁垮 塌 事 故 占据 了垮 塌总 数 的第三 位 。在 国 内桥梁 船舶 撞击 事 故也 是 时有 发 生 ， 比如 ， 广东九江大桥“ ６・ １ ５ ” 事 件 。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 。
红 外／ 可 见 光 图像 序 列 开 展 自适 应 融 合 船 舶 跟 踪
１ 光 电预警 系统桥 梁主 动 防船撞 系统 在 早期 ， 对 桥梁 的 防撞 都 是 着 眼 于 如 何 降 低 船撞 的威胁 或者 是减 小船 桥相 撞对 桥墩 和船 舶 的
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ － ０ ３ ０ ９
建议 。
等ｌ ５ 提 出 了航道 桥 梁 主 动 防 船撞 预警 系统 ， 利 用 光 电复 合 获 得 航 道 船 舶 信 息 后 ， 利 用基于 Ｅ ＭＤ 的 时序 分 析 和 ＡＲ ＭＡ 时 序 建 模 技 术 建 立 实 时 修 正 的船舶 航 迹 数 学 模 型 。 云 霄 等 提 出 了
技 术 对 目标 船 舶 进 行 实 时 、 准 确 的 监 控 。王 淑
形、 水 流 的速度 、 通航 船舶 类 型等 多方 面 因素综 合 考 虑 。桥梁 防撞 装 置 的分 类 方 法 有 很 多 种 ｎ ］ ， 本
文从 主 动 防撞 、 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 的主 动 防 撞 和 被 动 防撞设 施 ， 分析其 性 能特 点 和适用 条件 ， 以期 对 如何 选择 合适 的桥 梁 防撞装 置 提 出一些 思路 和
徐 言 明等［ ３ ］ 利用 船舶 操纵 理论 和 与船 问水 动 力干 扰相 关理论 建 立 了船 间临界 失控 水动 力干 扰 模型 ， 并据 此建 立 了桥墩 主动 防撞 系统 ， 将 桥墩 由 被动结 构 防船撞 转 变为 主动 非结 构防 船撞 。张 慧 哲 等 在 ２ ０ １ １ 年 提 出 了基 于 视 频 监 控技 术 的 桥 梁 防撞 系 统 ， 通 过 摄 像 机 的递 次 架 设 及 视 频 分 析
的概 率 ， 避 免 恶性船 撞 桥事故 发 生 ， 这 就是 桥梁 主 动 防撞 概 念 。随着 特大 桥梁 的建 设 以及 国家对 桥 梁 防撞 的重视 ， 光 电预 警 系 统 的桥 梁 主动 防 撞 研
究得 到 了迅猛 发展 。
汉 斯一 德鲁 彻 理论 、 沃辛 理论 、 各 种 简 化解 析 方 法 、 简 化 内部机 理 的数值 解 法 、 实验方 法 和有 限元 法 。 除 了对 船桥 碰撞 机 理 的研 究 ， 针对 船 桥 碰 撞 这 种 特 殊情 况 的研究 也体 现在 桥 梁 防撞 设 施 的设计 研 究上， 其 主要 根 据桥 墩 的 自身抵抗 能力 、 桥 墩 的外
Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ８ Ｌ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
交
通
科
技
Ｓ ｅｒ ｉ ａ ｌ ＮＯ． ２７ ０
Ｎｏ ．３ Ｊ ｕ ｎ ． ２ ｏ １ ５
何 选 择 桥 梁 防撞 装 置 的 一 些 思 路 。
关键词 桥梁 船 舶 防撞 装 置
随着交通 运输行业 的不断 发展 以及跨 海 、 跨 江 大桥越来越 多 ， 桥 区通 航船舶 吨位和通 航 密度也 不
损害， 是 属 于被动 防撞 范 畴 ， 其设 计 理念 是通 过对 桥墩 自身 的 加强 或防 护设施 来 降低船 舶撞 击 的威
鉴 于船 桥碰 撞 问 题 的严 重 性 ， 目前世 界 各 国 和地 区 已针 对该 课题 进 行 了大量 的研 究 。现有 的船桥 碰 撞 问题研 究 方 法 主要 有 经 典 的Ｍｉ ｎ ｏ ｒ ｓ ｋ ｙ 方法、
胁 和损 害 。通过 对 历 年 船 撞桥 事 故 的统 计 分 析 ， 发 现导 致 船撞 桥 事 故 主 要有 ３方 面 因 素 ］ ： ① 人 为 因素导 致 的事故 率 为 ６ ４ ； ②机 械 故 障导 致 的
事故 率为 ２ １ ； ③ 自然环 境 因 素导 致 的事故 率 为 １ ５ 。人 为 因素是 导 致 船 桥 相 撞 的 罪 魁 祸 首 ， 而
桥梁 主动 防撞 系统 可 以很好 地 降低人 为 因素所 导 致 的船桥 相 撞 事故 率 。因 此 ， 有必 要 对 船 舶 的航 行管 理和 航行 轨 迹 进 行 干 预 ， 减小 船 舶 撞 击 桥 梁
桥 梁 防船 撞 措 施 研 究 进 展综 述
沈 自力
（ 中铁 第 四勘 察 设 计 院集 团 有 限 公 司 武 汉 ４ ３ ０ ０ ６ ３ ）
摘 要 近年Baidu Nhomakorabea来 出 现 了 一 些 光 电预 警 主动 防撞 系统 ， 以及 复 合 材 料 的新 型 防 撞 装 置 。 文 中根 据 桥
梁 防 撞 装 置 的最 新 研 究 进 展 ， 介绍 了主动 防船撞 系统 的研究概 况 ， 重 点 对 被 动 防 撞 装 置 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
断上升 ， 受船 舶撞击 而诱发 的桥梁垮塌 事故 正在 日 益增多 ， 因此 开展 桥梁 防撞设 施 的研 究 ， 加 强 桥梁 的 防撞 保 护 具 有 重 要 的 意 义 。根 据 １ ８ ４ ７ ～ｌ ９ ７ ５ 年 问世 界 各 地 的 １ ４ ３例 桥 梁 垮 塌 事 故 原 因 的统 计， 由于船 舶撞 击 导 致 的各 大 类 型 桥 梁垮 塌 事 故 占据 了垮 塌总 数 的第三 位 。在 国 内桥梁 船舶 撞击 事 故也 是 时有 发 生 ， 比如 ， 广东九江大桥“ ６・ １ ５ ” 事 件 。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 。
红 外／ 可 见 光 图像 序 列 开 展 自适 应 融 合 船 舶 跟 踪
１ 光 电预警 系统桥 梁主 动 防船撞 系统 在 早期 ， 对 桥梁 的 防撞 都 是 着 眼 于 如 何 降 低 船撞 的威胁 或者 是减 小船 桥相 撞对 桥墩 和船 舶 的
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ － ０ ３ ０ ９
建议 。
等ｌ ５ 提 出 了航道 桥 梁 主 动 防 船撞 预警 系统 ， 利 用 光 电复 合 获 得 航 道 船 舶 信 息 后 ， 利 用基于 Ｅ ＭＤ 的 时序 分 析 和 ＡＲ ＭＡ 时 序 建 模 技 术 建 立 实 时 修 正 的船舶 航 迹 数 学 模 型 。 云 霄 等 提 出 了
技 术 对 目标 船 舶 进 行 实 时 、 准 确 的 监 控 。王 淑
形、 水 流 的速度 、 通航 船舶 类 型等 多方 面 因素综 合 考 虑 。桥梁 防撞 装 置 的分 类 方 法 有 很 多 种 ｎ ］ ， 本
文从 主 动 防撞 、 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 的主 动 防 撞 和 被 动 防撞设 施 ， 分析其 性 能特 点 和适用 条件 ， 以期 对 如何 选择 合适 的桥 梁 防撞装 置 提 出一些 思路 和
徐 言 明等［ ３ ］ 利用 船舶 操纵 理论 和 与船 问水 动 力干 扰相 关理论 建 立 了船 间临界 失控 水动 力干 扰 模型 ， 并据 此建 立 了桥墩 主动 防撞 系统 ， 将 桥墩 由 被动结 构 防船撞 转 变为 主动 非结 构防 船撞 。张 慧 哲 等 在 ２ ０ １ １ 年 提 出 了基 于 视 频 监 控技 术 的 桥 梁 防撞 系 统 ， 通 过 摄 像 机 的递 次 架 设 及 视 频 分 析
的概 率 ， 避 免 恶性船 撞 桥事故 发 生 ， 这 就是 桥梁 主 动 防撞 概 念 。随着 特大 桥梁 的建 设 以及 国家对 桥 梁 防撞 的重视 ， 光 电预 警 系 统 的桥 梁 主动 防 撞 研
究得 到 了迅猛 发展 。
汉 斯一 德鲁 彻 理论 、 沃辛 理论 、 各 种 简 化解 析 方 法 、 简 化 内部机 理 的数值 解 法 、 实验方 法 和有 限元 法 。 除 了对 船桥 碰撞 机 理 的研 究 ， 针对 船 桥 碰 撞 这 种 特 殊情 况 的研究 也体 现在 桥 梁 防撞 设 施 的设计 研 究上， 其 主要 根 据桥 墩 的 自身抵抗 能力 、 桥 墩 的外