航道桥梁防撞设计与分析.pdf

２０２４年第１０期北方交通—５—

文章编号:１６７３－６０５２(２０２４)１０－０００５－０５ＤＯＩ:１０.１５９９６/ｊ.ｃｎｋｉ.ｂｆｊｔ.２０２４.１０.００２

航道桥梁防撞设计与分析

任正林

(江苏现代路桥有限责任公司南京市２１００１２)

摘要:随着交通运输业的快速发展ꎬ各级航道上修建的桥梁日益增多ꎬ加之航道上的船舶数量增多ꎬ吨位趋

于大型化ꎬ设置于航道中的桥梁下部结构与日趋增加的船舶通航之间的矛盾日益突出ꎮ船舶撞击航道桥梁桥墩是

导致桥梁倒塌的主要因素之一ꎮ因此ꎬ对桥梁采取防撞措施尤为重要ꎮ文章通过对桥梁防撞墩的撞击进行分析ꎬ

基于防撞设施的安全性考虑ꎬ认为其根本目的是防止桥梁下部结构遇受船舶撞击力而发生结构损坏ꎬ维持桥梁的

正常使用ꎮ

关键词:船桥碰撞ꎻ钢管桩ꎻ桥梁ꎻ防撞设计ꎻ碰撞力

中图分类号:Ｕ４４３.２２文献标识码:Ｂ

０引言跨径ꎬ上部结构采用变高度预应力混凝土连续箱梁ꎬ

随着船舶运输事业的快速发展ꎬ航道桥梁数量下部采用双柱式桥墩ꎬ基础为钻孔灌注桩ꎮ桥梁建

日益增加ꎬ桥墩受船舶撞击而引发的桥梁倒塌事件于２００７年ꎬ设计荷载公路Ⅰ级ꎮ该项目拟对京杭运

时有发生ꎮ因此ꎬ开展船桥碰撞及桥梁防撞结构形河航道桥梁的水中墩进行防撞设计ꎬ桥梁概貌见

式相关研究ꎬ对于提高桥梁的耐撞性具有十分重要图１ꎮ

的意义ꎮ目前ꎬ理论研究、碰撞实例调查和模型实验

的研究集聚点主要在撞击概率、各吨位船舶的撞击

动能、船舶对桥墩或防撞系统的撞击力以及船舶与

桥墩或防撞系统的能量吸收等方面ꎮ随着非线性有

限元技术与计算机硬件的发展ꎬ船桥碰撞直接数值

模拟成为可能ꎮ通过仿真计算ꎬ可以重现船舶与桥

梁防撞设置的接触、碰撞力、损伤变形和能量吸收的

时间历程ꎻ通过仿真数据计算及分析ꎬ设置合理的航

图１桥梁概貌

道桥梁防撞设施ꎬ可以避免船舶直接撞击航道桥梁

的墩柱ꎬ减轻对航道中桥梁基础的损坏ꎮ２设计依据

１工程概况该项目依据«沪苏浙高速公路京杭运河特大桥

京杭运河特大桥位于沪渝高速ꎬ地处苏州市吴通航安全风险及抗撞性能综合评估报告»«公路桥

江区ꎬ主桥结构为三跨ＰＣ变截面预应力混凝土连梁抗撞设计规范»(ＪＴＧ/Ｔ３３６０－０２—２０２０)等文件

续箱梁ꎬ通航孔跨径为１００ｍꎬ水中设墩ꎬ跨越河道为及相关规范进行ꎮ

京杭运河ꎮ京杭运河原设计按规划三级航道设计ꎬ现状京杭运河特大桥在第１４＃墩和第１５＃墩中

航运较为繁忙ꎮ路线中心线与航道中心线交叉角度间为通航孔ꎬ现状通航净空尺度为５０ｍ×７.１４ｍꎬ１４

为１１７°ꎮ该桥运营桩号为Ｋ８４＋１８５.５ꎬ桥梁总长号桥墩位于驳岸后方ꎬ１５号通航孔桥墩位于水中ꎬ

１０５９.２ｍꎬ跨径组合为(４×３０)ｍ＋(５×３０)ｍ＋承台位于河床下ꎮ京杭运河现规划等级为Ⅲ级ꎬ通

(４×３０)ｍ＋(６０＋１００＋６０)ｍ＋(２１＋３×３０)ｍ＋航净空为６０ｍ×７ｍꎮ根据京杭运河特大桥船舶碰

(６×３０)ｍ＋(５×３０)ｍꎮ主桥为(６０＋１００＋６０)ｍ撞桥梁通航安全风险及抗撞性能相关评估报告ꎬ该

—６—北方交通２０２４年第１０期

桥构件船撞