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广东公路交通

2016年第6期GuangdongHighwayCommunications总第147期

文章编号：1671-7619（2016）06-0030-05

一种桥梁防撞结构的设计与仿真分析

叶柯，曹玉锋，朱锐

（广东华路交通科技有限公司，广州510420）

摘要：桥梁防撞结构有多种形式，按照其与桥墩的关系区分，可分为整体式与分离式防撞两种。通航净宽受

限的情况下，在桥墩上下游侧设置分离式防撞结构是合理可行的。根据某桥现场情况，设计出一种分离式刚性

防撞结构。通过建立三维有限元仿真计算模型，分析该结构受到船舶撞击时的受力状况，其结论可为同类桥梁

防撞设计提供参考。

关键词：防撞结构；分离式；刚性；三维有限元

中图分类号:U441.5文献标识码:B

0概述根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-

某桥全长1118m，桥面全宽12m，其主桥上部2004），III级航道的通航船舶吨位为1000t，横桥

结构为44m+2×80m+44m预应力砼连续刚构，下向撞击作用标准值为800kN，顺桥向撞击作用标

部结构为薄壁墩，钻孔灌注桩基础。该桥于1994准值为650kN。

年竣工，是该桥所在地区重要的交通枢纽。1.3主体防撞结构顶底面标高的确定

该桥上跨内河Ⅲ级航道，过往船舶密度较大，首先依据该桥位处20年一遇的最高及最低通

主桥桥墩频繁被刮碰。此外，由于河道采砂的影航水位，确定主体防撞结构的顶底面标高。由于

响，河流主航道河床下切严重，导致该桥位处水位其最高及最低通航水位相差近13m，如据此设计

与建成时相比下降严重。在水位较低时，主桥墩则导致防撞结构体量巨大，无论从结构安全性或

承台已完全露出水面，而桩基上部也暴露于船舶是技术经济性方面考虑，均不适宜。考虑到船撞

撞击范围之内。该桥通车多年，交通量大，且超载桥梁本身属于小概率事件，且出现最高水位时通

车辆频繁，导致桥梁上、下部结构技术状况较差，航也会受到相应限制。因此，根据其近10年的水

位变化记录表，从水位出现概率的角度，对主体防

桥墩整体防撞能力较弱，因而有必要设置分离式

撞结构的顶底面标高进行优化设计，最终将最低至

防撞设施。

最高水位范围内出现的概率确定在96.4%的水平。

1设计要点

1.4防撞结构设计

1.1防撞设施不得压缩通航净宽，其外轮廓宽度

防撞结构由墩帽及桩基组成。其中墩帽为主

不得大于原承台宽度

体防撞结构，当发生碰撞时，与船舶直接接触。墩

该航道通航等级原为内河IV级航道，现已升

帽平面形状类似于等边三角形，高6.603m，长宽均

级为III级航道，其通航孔净宽要求不小于70m。

7m，由薄壁墙、底板及支撑盖板组成，内设空腔。

该桥主跨为80m，除去承台宽度，仅仅可以满足通

墩帽顶面设置红白相间的混凝土柱，作为通航警

航孔净宽的要求。由于不能侵占其通航净宽，只