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华咨航评|湖南航道中桥梁防撞技术研究

发布时间: 2019-01-09
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      桥梁的建设就是一种人工的障碍物,影响了水上交通运输。长沙·湖南华咨工程咨询有限公司作为湖南省通航技术服务单位,长期从事航道安全技术评价工作,在日常桥梁通航论证中,华咨航评认为,随着船运流量和吨位的增加,桥梁受船舶撞击的危险也在逐步的提高。再加上自然环境、航道问题、船舶自身的运行状况都会导致撞击事故的发生,这类事件在世界范围内的发生频率很高。
  一、我国航道中桥梁防撞技术的应用现状
  随着我国经济和技术的发展,在航道上的桥梁建设也是众多,同时随着船运流量和船舶吨位的要求不断的提高,船舶也是越造越大,这就导致船桥相撞的事故时有发生。据不完全统计,目前全国已经有20几座桥梁因被撞而停止使用,造成了巨大的损失。例如:上海浦东大治河随塘桥发生船桥相撞事故,致使桥面及桥墩坍塌,造成船只沉没,船员也随之失踪;2007 年6 月广东九江大桥发生船桥相撞事故,桥面坍塌,汽车坠江、船只沉没,8 人死亡。桥梁的重建和航道的疏通需要大量的人力、物力,因此,在我国的航道中采用桥梁的防撞技术是十分必要的,对于桥梁的使用寿命,国家财力和人身安全有着现实意义。然而,目前我国的主要航道的桥梁建设,多数没有科学的防撞技术,存在着严重的安全隐患,在使用的防撞措施中,最主要的方式是钢围堰,通过分水尖、人工岛、橡胶护舷、支护排桩等方式也能达到预期的效果,我们要加强对航道中桥梁防撞技术的应用,保证国家财产不受损失,保证人们的生命安全。
  二、航道中桥梁防撞技术探析
  华咨航评|随着世界各国桥梁建设的快速发展,船撞桥的问题也受到了普遍的关注。最近几年来,我国已将桥墩防撞技术当做一项重要课题进行研究。我们相信,随着科技技术的发展,桥梁的船舶碰撞问题一定可以得到有效的解决。我们从以下几个方面对航道中的桥梁防撞技术进行探析。
  第一、航道中对船舶吨位进行有效的控制。根据国家公路桥涵设计规范,对航道等级对应的船舶吨数也有所差别,不同的航道等级,在船舶设计和船舶吨数方面也是不一样的,所以在航道中要严格控制传播的吨数。国家相关规定明确指出,I、II、III、IV 级航道分别可通航3000 吨、2000 吨、1000 吨、500 吨,我们要严格的按照这一规定进行,保证桥梁的安全。
  第二、航道中桥梁防撞装置的分类。在航道的桥梁的设计中,桥墩本身具有一定的扛撞能力,但是发生重大撞击事故的往往是一些大型或中型的船只,这些船只自身的吨数较大,在航行中受到自然因素的影响,容易发生偏离航线的情况,这样就会导致船桥相撞的事故发生,因此我们要注意桥梁防撞技术的应用。
  目前,华咨航评|世界各国都采用了一定的技术措施减少船桥相撞事故带来的损失,但是基本原理都是进行能量吸收、动量缓冲的设计,每种防御措施都有着自己的使用条件和技术要求,我们分别对常见的技术措施进行分析:(1)抗压变形型防撞技术。这种方法的适用性很强,用途也是十分的广泛,其规模也可以变化,比较灵活,主要应用于大型防撞桥梁建设工程,中国黄石长江公路大桥就才用的这种方式,它的浮式消能防撞设施,可承载5000 吨级船舶,速度6m / s 的撞击。这种桥梁防撞技术的主要原理是利用防撞设施吸收碰撞船舶的钢板及骨材变形、破裂、崩溃所产生的能量,主要采用木材、钢结构、钢筋混凝土等构成防撞结构体系。(2)采用重力防撞技术。重力防撞技术适用于开阔的水域内,主要防御中型船只的撞击,但是这种方式存在着一定的缺陷,使用这种方式时对设施的规模要求较严格,必须有重物进行支撑,在管理方面复杂,一旦遭受撞击,维修起来比较困难。其主要的原理说就是将船只的撞击能量通过重物的移动,转变成周围的水能和重物的势能,达到防撞的效果。其最具代表性的就是澳大利亚的Tasman 桥。(3)桩群方式和人工岛防撞技术措施。桩群防撞技术的特点是由桩群组成,桩群间紧密的联接,通过变形吸收撞击的能力。这种技术措施适用于小能力的撞击,其缺点是相对的维修比较困难。人工岛防撞技术的建造方式是在坚实的岩石层上由砂、石块构砌而成,环绕于桥墩周围。这样的建筑使用时间长,不需要专门进行保养。但是也有着建筑工程量大、前期资金投入量大和初建期影响航道的缺点。其主要原理是在人工岛受撞发生变形损伤的时,船舶的势能变化和结构变形均能吸收一定能量,从而可使碰撞船舶搁浅。(4)弹性变形防撞技术。这种技术主要是通过木材、橡胶等材料,在桥墩周围形成一个缓冲的保护层,在受到撞击的时候变形吸收冲击产生的能量。这种防撞技术适用于小型船舶碰撞或在其他防撞设施中配套使用,最典型的代表就是日本岩黑岛大桥,可以有效的承受200吨级船舶以2.8kh 速度的撞击。(5)浮体系泊的防撞技术。这种技术的有点是造价较低,在缓冲变形量大的深水情况下,也能起到较好的保护作用。但在吃水小的情况下可能失去效果。它的主要原理是利用浮体移动、钢丝绳变形、锚定物在碰撞力作用下移动等吸收大量能量。(6)薄壳筑造围堰防撞技术。主要利用自身质量大的特性,在钢板桩变形破损和内部填充物时消耗能量,避免船舶与桥墩的直接撞击。但是它的缺点也体现在这方面,由于自身的质量较大,致使工程量大,并且不能将碰撞的角度完全封闭。
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